第3章 有机合成及其应用 合成高分子化合物
第1节 有机化合物的合成
第1课时 有机合成的关键——碳骨
架的构建和官能团的引入
[学习目标] 1.了解有机合成的基本程序。2.理解卤代烃在不同条件下可以发生取代反应和消去反应。3.掌握碳链增长及官能团引入的化学反应。
一、有机合成的基本程序
1．有机合成的基本流程
明确目标化合物的结构―→________________________―→合成目标化合物―→测定其性质和功能―→大量合成。
2．合成路线的核心
合成路线的核心在于构建目标化合物分子的____________和引入必需的____________。
二、碳骨架的构建
1．碳链的增长
(1)卤代烃的取代
①CH3CH2Br＋NaCN―→__________________________，
CH3CH2CN________________；
②2CH3C≡CH＋2Na________________，
CH3CH2Br＋CH3C≡CNa―→________________。
(2)醛酮的羟醛缩合(其中至少一种有α-H)
2．碳链的减短
(3)羧酸及其盐的脱羧反应
如：无水CH3COONa晶体与氢氧化钠(通常用碱石灰——氢氧化钠与氧化钙的混合物)共热的方程式为： ________________________________________
________________________________________________________________________。
三、官能团的引入和转化
1．官能团的引入
(1)引入碳碳双键
由CH3CH2OH制______________________________。
(2)引入卤原子
和HCl反应：
________________________________________________________________________。
(3)引入羟基
和H2O反应：
________________________________________________________________________。
CH3CH2Cl在NaOH水溶液中水解：
________________________________________________________________________。
(4)引入羰基
被酸性KMnO4溶液氧化：
(5)引入羧基
CH3CH2CN在酸性溶液中转化：
CH3CH2CNCH3CH2COOH(未配平)。
2．官能团的转化
在有机合成中，官能团的转化可以通过取代、消去、加成、氧化、还原等反应实现。
3．卤代烃在官能团转化中的重要作用
(1)引入羟基
溴乙烷与NaOH的水溶液反应时，发生________反应，溴原子转化为________，反应的化学方程式为：
________________________________________________________________________。
(2) 引入碳碳双键
溴乙烷与NaOH的乙醇溶液共热时，发生________反应，转化为碳碳双键，反应的化学方程式为： ___________________________________。
知识点1 碳骨架的构建
1．下列反应可以使碳链增长的是( )
A．CH3CH2CH2CH2Br和NaCN共热
B．CH3CH2CH2CH2Br和NaOH的乙醇溶液共热
C．CH3CH2CH2CH2Br和NaOH的水溶液共热
D．CH3CH2CH2CH2Br(g)和Br2(g)光照
2．已知R—X＋2Na＋R′—X―→R—R′＋2NaX，若用CH3CH2Br和CH3CH2CH2Br与金属钠反应，生成的烷烃不可能是( )
知识点2 官能团的引入和消除
3．有机化合物分子中能引入卤素原子的反应是( )
①在空气中燃烧 ②取代反应 ③加成反应 ④加聚反应
A．①② B．①②③ C．②③ D．①②③④
4．在有机物分子中，能消除羟基的反应是( )
A．还原反应 B．水解反应 C．消去反应 D．加成反应
知识点3 卤代烃的取代反应和消去反应
5．在卤代烃RCH2CH2X中化学键如下，则下列说法中正确的是( )
A．当该卤代烃发生水解反应时，被破坏的键是①和③
B．当该卤代烃发生水解反应时，被破坏的键是①
C．当该卤代烃发生消去反应时，被破坏的键是①和④
D．当该卤代烃发生消去反应时，被破坏的键是①和②
6．写出下列反应的化学方程式：
练基础落实
1．在有机物分子中，不能引入羟基的反应是( )
A．氧化反应 B．水解反应 C．消去反应 D．加成反应
2．在下列反应中，不可能在有机物中引入羧基的是( )
A．卤代烃的水解 B．腈(R—CN)在酸性条件下水解
C．醛的氧化 D．烯烃的氧化
3．卤代烃能发生下列反应：
2CH3CH2Br＋2Na―→CH3CH2CH2CH3＋2NaBr，下列有机物可与钠反应来合成环丙烷的是( )
A．CH3CH2CH2Br B．CH3CHBrCH2Br
C．CH2BrCH2CH2Br D．CH3CHBrCH2CH2Br
4．某种解热镇痛药的结构简式为
它完全水解时，不可能得到的产物是( )
练方法技巧
卤代烃消去反应的规律
5．下列物质中，不能发生消去反应的是( )
D．CH2ClCH2CH3
6．分子式为C7H15Cl的某有机物发生消去反应时，得到三种烯烃，则该卤代烃的结构可能是( )
练综合拓展
7．有下述有机反应类型：①消去反应 ②水解反应 ③加聚反应 ④加成反应 ⑤还原反应 ⑥氧化反应。已知以丙醛为原料制取1,2-丙二醇，所需进行的反应类型依次是( )
A．⑥④②① B．⑤①④② C．①③②⑤ D．⑤②④①
8.根据下面的有机物合成路线，回答下列问题：
(1)写出A、B、C的结构简式：
有2A：________________，B：____________，C：
________________________________________________________________________。
(2)各步反应类型：
①______，②________，③______，④________，⑤________。
(3)A―→B的反应试剂及条件：
________________________________________________________________________。
(1)反应①、②、③中属于取代反应的是______(填反应代号)。
(2)写出结构简式：
E__________________，F__________________。
(3)写出D＋E→F的化学方程式
________________________________________________________________________。
第3章 有机合成及其应用合成高分子化合物
第1节 有机化合物的合成
第1课时 有机合成的关键——碳骨架的构建和官能团的引入
知识清单
一、1.设计合成路线 2.碳骨架 官能团
二、1.(1)①CH3CH2CN＋NaBr CH3CH2COOH
②2CH3C≡CNa＋H2↑ CH3CH2C≡CCH3＋NaBr
(2) 2.(1)2CH3COOH
(2) (3)CH3COONa＋NaOHCH4↑＋Na2CO3
三、
CH3CH2Cl＋NaOHCH3CH2OH＋NaCl
3．(1)取代 羟基
CH3CH2Br＋H2OCH3CH2OH＋HBr
对点训练
1．A
2．C [由题给信息可知：2分子CH3CH2Br与Na作用可生成CH3CH2CH2CH3；2分子CH3CH2CH2Br与Na反应可生成CH3CH2CH2CH2CH2CH3；1分子CH3CH2Br和1分子CH3CH2CH2Br与Na反应可生成CH3CH2CH2CH2CH3，无法合成的是C。]
3．C [有机物的燃烧是将有机物转化为无机物，而加聚反应是将不饱和的小分子转化为高分子化合物，此反应过程中不改变其元素组成。]
4．C [醛和酮的还原反应(加成反应)、酯和卤代烃的水解反应均可引入羟基，而消去反应可消除有机物分子中的羟基或卤素原子。]
5．B [本题考查了卤代烃RCH2CH2X发生水解反应和消去反应时断键的位置。发生水解反应时，只断C－X键，发生消去反应时，要断C－X键和β碳原子上的C－H键(即③)。]
课后作业
1．C [—CHO的加氢及氧化均可引入羟基，R—X和酯的水解均可引入羟基；而消去反应只能引入不饱和键。]
2．A
3．C [若合成环丙烷，根据题给信息可知必须有CH2BrCH2CH2Br，C项符合。]
4．C [给定有机物中可发生水解的官能团有酯基和肽键，其断键位置如下：(虚线处)
，故有以下四种
5．C [C中与氯原子相连的碳原子的相邻碳原子上无氢原子，故不能发生消去反应。]
6．D [因为有机物发生消去反应时，得到三种烯烃，表明与卤素原子相连的碳原子的相邻碳原子上有3种化学环境不同的氢原子。分析上述有机物的结构可知，选项D符合题意，消去时生成三种烯烃。]
7．B [由丙醛合成1,2-丙二醇的路线如下：CH3CH2CHOCH3CH2CH2OHCH3CH===CH2，故B项正确。]
8．(1) (2)①加成反应 ②消去反应 ③加成反应 ④消去反应 ⑤加成反应
(3)NaOH的醇溶液、加热
解析 在一系列的反应中，有机物保持了六元环状结构，但苯环变成了环己烷环。反复的“消去”、“加成”可在环己烷环上增加氯原子，且氯原子能定位、定数。
9．(1)②③
解析 由A的分子组成及A能与溴发生反应，可知A为CH3—CH===CH2，与溴发生加成反应可得B的结构简式为CH3—CHBr—CH2Br。B与稀NaOH溶液发生水解反应可得D为。利用信息，B与NaCN溶液发生取代反应生成化合物C为，该物质水解生成E。D和E发生酯化反应生成F。
第1节 有机化合物的合成
第1课时 碳骨架的构建和官能团的引入
[学习目标定位] 1.知道寻找原料与合成目标分子之间的关系与差异。2.掌握构建目标分子骨架，官能团引入、转化或消除的方法。3.体会有机合成在发展经济、提高生活质量方面的贡献。
1．写出下列转化关系中涉及的有标号的反应的化学方程式
①CH2===CH2＋H2OCH3CH2OH；
②2C2H5OH＋O22CH3CHO＋2H2O；
③2CH3CHO＋O22CH3COOH；
④C2H5OH＋HBrCH3CH2Br＋H2O；
⑤CH3COOH＋C2H5OHCH3COOC2H5＋H2O；
⑥CH3CH2Br＋NaOHCH2===CH2↑＋NaBr＋H2O。
2．试用化学方程式表示用乙醇合成乙二醇的过程，并说明反应类型
①CH3CH2OHCH2===CH2↑＋H2O，消去反应；
探究点一 碳骨架的构建
1．对照下列有机合成的原料分子和目标分子，仿照示例给出下列有机合成的主要任务
原料分子
目标分子
主要任务
示例
CH2===CH2
CH3COOH
改变官能团种类
①
CH3CH2OH
改变官能团数目
②
CH≡CH
碳链转变为碳环
③
CH3CH2CH2Br
改变官能团的位置
④
CH3CH===CH2
CH3CH2CH2COOH
改变官能团的种类
和碳原子数目
2.任何有机化合物的分子都是由特定碳骨架构成的，构建碳骨架是合成有机化合物的一项重要任务。
(1)完成下列反应的化学方程式：
①CH2===CH2＋HCN―→CH3CH2CN；
③CH3CH2Br＋NaCN―→CH3CH2CN＋NaBr；
④CH3CH2Br＋NaC≡CH―→CH3CH2C≡CH＋NaBr。
(2)完成下列反应的化学方程式：
①CH3CH===CH2CH3COOH＋CO2；
②CH3COONa＋NaOHCH4↑＋Na2CO3；
(3)比较反应前后有机物的碳骨架：①组的变化是碳链增长；②组的变化是碳链减短。
[归纳总结]
(1)能使碳链增长的反应有：不饱和有机物之间的加成或相互加成，卤代烃与氰化钠或炔钠的反应，醛、酮与HCN的加成等。
(2)能使碳链减短的反应有烯、炔的氧化，烷的裂解，脱羧反应，芳香烃侧链的氧化等。
[活学活用]
1．下面是以CH2===CH2为有机原料合成CH2===CH—CH===CH2的流程图。
(1)该有机合成的主要任务是什么？
(2)从原子守恒的角度看，使碳链增长的最重要的物质是什么？
答案 (1)该有机合成的主要任务是增加碳链的长度和官能团的个数；
(2)使碳链增长的最重要的物质是NaCN和CH2Br—CH2Br。
2．已知R—CN在酸性水溶液中可以转化成R—COOH。试写出以CH2===CH2为原料合成HOOC—CH2—CH2—COOH的主要化学反应方程式。
解析 本题涉及到碳链的增长问题，根据题目中提示信息应考虑引入—CN，联系卤代烃的取代反应，即可作出解答。
探究点二 官能团的引入与转化
1．由乙烯和其他无机原料合成环状化合物E的流程如下：
已知E的结构简式如右图所示：
(1)写出方框内化合物A、B、C、D的结构简式。
(2)写出A水解的化学方程式______________________________。
(3)从有机合成的主要任务角度分析，上述有机合成最突出的特点是_____________。
答案 (1)A：BrCH2—CH2Br；B：HOCH2—CH2OH；
C：OHC—CHO；D：HOOC—COOH
(2)BrCH2—CH2Br＋NaOHHOCH2—CH2OH＋2NaBr
(3)官能团的相互转化
解析 本题为有机合成推断题，解题的关键是熟练掌握烃和烃的衍生物之间的相互转化，即官能团的相互转化。由已知物乙烯和最后产物E(一种环状酯)，按照图示条件进行推导，首先乙烯与溴加成得到1,2-二溴乙烷，再水解得到乙二醇，然后氧化为乙二醛，进而氧化为乙二酸，最后乙二酸与乙二醇发生酯化反应得到乙二酸乙二酯(E)。
2．分析下列反应
CH3CH2Br＋NaOHCH3CH2OH＋NaBr
CH3CH2Br＋NaOHCH2===CH2↑＋NaBr＋H2O
从上述反应可以看出溴乙烷分别与NaOH的水溶液反应和NaOH的乙醇溶液反应，发生了不同类型的化学反应，转化成了不同的官能团。所以有机合成中应特别注意反应条件的控制。
[归纳总结]
(1)常见官能团引入或转化的方法
①引入或转化为碳碳双键的三种方法：卤代烃的消去反应，醇的消去反应，炔烃与氢气的不完全加成反应。
②引入卤素原子的三种方法：不饱和烃与卤素单质(或卤化氢)的加成反应，烷烃、苯及其同系物发生取代反应，醇与氢卤酸的取代反应。
③在有机物中引入羟基的三种方法：卤代烃的水解反应，醛、酮与H2的加成反应，酯的水解反应。
④在有机物中引入醛基的两种方法：醇的氧化反应、烯烃的氧化反应。
(2)从有机物分子中消除官能团
①消除不饱和双键或叁键，可通过加成反应。
②经过酯化、氧化、与氢卤酸取代、消去等反应，都可以消除—OH。
③通过加成、氧化反应可消除—CHO。
④通过水解反应可消除酯基。
[活学活用]
3．由环己烷可制备1,4-环己醇的二乙酸酯。下面是有关的8步反应(其中所有无机产物都已略去)。
(备注：在8个步骤中，有3个步骤属于取代反应、2个步骤属于消去反应、3个步骤属于加成反应。
(1)属于取代反应的是__________，属于加成反应的是__________。(填序号)
(2)A、B、C、D的结构简式分别为A________________，B______________，C______________，D____________。
答案 (1)①⑥⑦ ③⑤⑧
解析 由合成路线图可知：②发生消去反应生成，经过③的加成反应生成，经过④在NaOH醇溶液加热的条件下发生消去反应生成，经过⑤与溴发生1,4-加成生成，经过⑥在NaOH溶液的作用下，发生水解反应(或取代反应)生成HOOH，经过⑦发生酯化反应(或取代反应)生成酯，最后经过⑧与H2发生加成反应生成。
4．乙烯是一种重要的化工原料，以乙烯为原料衍生出部分化工产品的反应如下(部分反应条件已略去)：
请回答下列问题：
(1)A的化学名称是__________；
(2)B和A反应生成C的化学方程式为____________________________________，
该反应的类型为__________；
(3)D的结构简式为____________________________________；
(4)F的结构简式为________________；
(5)D的同分异构体的结构简式为________________________________。
答案 (1)乙醇 (2)CH3CH2OH＋CH3COOHCH3COOCH2CH3＋H2O 酯化反应(或取代反应)
(3)
(5)CH3CHO、CH2===CHOH
解析 CH2===CH2与H2O在催化剂作用下发生加成反应，生成A(CH3CH2OH)，CH3CH2OH经氧化生成B(C2H4O2)，则B为CH3COOH。CH3COOH与CH3CH2OH在浓H2SO4、加热条件下发生酯化反应，生成C(C4H8O2)，则C为CH3COOCH2CH3。E与B在浓硫酸、加热条件下发生酯化反应，生成F(C6H10O4)，从而推知E分子中含有2个—OH，则E为HOCH2CH2OH，F为。D与H2O发生反应生成E(HOCH2CH2OH)，可推知D为，不可能为CH3CHO。D(C2H4O)的同分异构体为CH3CHO和CH2===CH—OH。
有机合成的任务是目标化合物分子骨架的构建和官能团的转化。官能团的转化体现在烃及其衍生物相互转化关系之中：
1．已知卤代烃可以和钠发生反应，如溴乙烷与钠发生反应为2CH3CH2Br＋2Na―→CH3CH2CH2CH3＋2NaBr应用这一反应，下列所给化合物中可以与钠合成环丁烷的是( )
A．CH3Br
B．CH3CH2CH2CH2Br
C．CH2BrCH2Br
D．CH2BrCH2CH2Br
答案 C
2．下列反应中能引进卤素原子的反应是( )
A．消去反应 B．酯化反应
C．水解反应 D．取代反应
答案 D
解析 引进卤素原子只能通过加成反应或取代反应达到。
3．下列化学反应的有机产物，只有一种的是( )
答案 C
解析 A选项中的产物可能是CH3CH2CH===CH2或
CH3CH===CHCH3；B选项中的产物可能是或；D选项中的产物可能是CH3—CH2—CH2Cl或。
4．从溴乙烷制取1,2-二溴乙烷，下列制取方案中最合理的是( )
A．CH3—CH2BrCH3CH2OH
CH2===CH2CH2BrCH2Br
B．CH3—CH2BrCH2Br—CH2Br
C．CH3—CH2BrCH2===CH2
CH2BrCH3CH2Br—CH2Br
D．CH3—CH2BrCH2===CH2
CH2Br—CH2Br
答案 D
解析 B项步骤虽然最少，但取代反应难以控制取代的位置，多伴有其他副产物的产生；D项只需两步，并且消去反应和加成反应无副反应发生，得到的产物比较纯，所以D项方案最合理。
5．在有机合成中，常会将官能团消除或增加，下列相关过程中反应类型及相关产物不合理的是( )
答案 B
解析 B项由溴乙烷→乙醇，只需溴乙烷在碱性条件下水解即可，路线不合理。
[基础过关]
一、有机合成的过程
1．下列关于有机化合物的说法正确的是( )
A．乙醇和乙酸都存在碳氧双键
B．甲烷和乙烯都可以与氯气反应
C．高锰酸钾可以氧化苯和乙醛
D．乙烯可以与氢气发生加成反应，而苯不能与氢气加成
答案 B
解析 乙醇的官能团是羟基(—OH)，无碳氧双键；甲烷和氯气发生取代反应，乙烯可以与氯气发生加成反应；高锰酸钾不能氧化苯；苯在一定条件下能与氢气加成生成环己烷。
2. 是某有机物与H2发生加成反应后的产物。该有机物不可能是( )
C．乙醛的同系物 D．丁醛的同分异构体
答案 A
解析 该有机物的结构简式有两种可能，分别是。
3．有下述有机反应类型：①消去反应，②水解反应，③加聚反应，④加成反应，⑤还原反应，⑥氧化反应，以丙醛为原料制取1,2-丙二醇，所需进行的反应类型依次是( )
A．⑥④②① B．⑤①④②
C．①③②⑤ D．⑤②④①
答案 B
二、有机合成中官能团的衍变
4．下列反应中，不可能在有机物中引入羧基的是( )
A．卤代烃的水解
B．有机物RCN在酸性条件下水解
C．醛的氧化
D．烯烃的氧化
答案 A
解析 卤代烃水解引入了羟基，RCN水解生成RCOOH，RCHO被氧化生成RCOOH，烯烃如RCH===CHR被氧化后可以生成RCOOH。
5．卤代烃能发生下列反应：
2CH3CH2Br＋2Na―→CH3CH2CH2CH3＋2NaBr
下列有机物可以合成环丙烷的是( )
A．CH3CH2CH2Br B．CH3CHBrCH2Br
C．CH2BrCH2CH2Br D．CH3CHBrCH2CH2Br
答案 C
解析 根据信息可知：与钠反应可生成。
6．在下列物质中可以通过消去反应制得2-甲基-2-丁烯的是( )
答案 B
解析 根据卤代烃的消去反应规律，写出可能的反应产物，然后将反应产物进行命名。
答案 A
解析 由题给信息可知，在所给条件下反应时，变为，A选项生成CH3CH2CHO和CH3CHO两种物质；B选项生成两分子HCHO；C选项生成HCHO和；D选项生成。
10．化合物丙可由如下反应得到：C4H10OC4H8，丙的结构简式不可能是( )
A．CH3CH(CH2Br)2 B．(CH3)2CBrCH2Br
C．C2H5CHBrCH2Br D．CH3(CHBr)2CH3
答案 A
解析 C4H8Br2是烯烃与溴发生加成反应生成的，生成的二溴丁烷中，两个溴原子应在相邻的碳原子上，A不可能。
[能力提升]
11．根据图示内容填空：
(1)化合物A含有的官能团为____________________________________________。
(2)1 mol A与2 mol H2反应生成1 mol E，其反应方程式为______________________。
(3)与A具有相同官能团的A的同分异构体的结构简式是__________________。
(4)B在酸性条件下与Br2反应得到D，D的碳链不含支链，其结构简式是__________________________。
(5)F的结构简式是________。由E→F的反应类型是____________________________。
答案 (1)碳碳双键、醛基、羧基
(2)OHC—CH===CH—COOH＋2H2
HO—CH2—CH2—CH2—COOH
解析 题中给出的已知条件中包含着以下四类信息：
①反应(条件、性质)信息：A能与银氨溶液反应，表明A分子内含有醛基，A能与NaHCO3反应，断定A分子中含有羧基。
②结构信息：从D物质的碳链不含支链，可知A分子也不含支链。
③数据信息：从F分子中C原子数可推出A是含4个碳原子的物质。
④隐含信息：从第(2)问题中提示“1 mol A与2 mol H2反应生成1 mol E”，可知A分子内除了含1个醛基外还可能含1个碳碳双键。
12．对乙酰氨基酚俗称扑热息痛(Paracetamol)，具有很强的解热镇痛作用，工业上通过下列方法合成(B1和B2、C1和C2分别互为同分异构体，无机产物已略去)。请按要求填空：
(1)上述反应①～⑤中，属于取代反应的有________(填序号)。
(2)C2分子内通过氢键又形成了一个六元环，用表示硝基、用“…”表示氢键，画出C2分子的结构：________。C1只能通过分子间氢键缔合，沸点：C1>C2，工业上用水蒸气蒸馏法将C1和C2分离，则首先被蒸出的成分是________(填“C1”或“C2”)。
(3)工业上设计反应①的目的是_______________________________________________。
答案 (1)①②③⑤
(2) C2
(3)保护酚羟基不被硝酸氧化
解析 (2)分子间氢键使物质的沸点升高，所以对C1和C2的混合物进行蒸馏时，沸点较低的C2被蒸出。(3)酚羟基易被硝酸氧化，为了防止酚羟基被氧化，在合成过程中要对酚羟基进行保护。
[拓展探究]
13．敌草胺是一种除草剂。它的合成路线如下：
回答下列问题：
(1) 在空气中久置，A由无色转变为棕色，其原因是_______________________________。
(2)C分子中有2个含氧官能团，分别为______和______(填官能团名称)。
(3)写出同时满足下列条件的C的一种同分异构体的结构简式：______________________。
①能与金属钠反应放出H2；②是萘()的衍生物，且取代基都在同一个苯环上；③可发生水解反应，其中一种水解产物能发生银镜反应，另一种水解产物分子中有5种不同化学环境的氢。
(4)若C不经提纯，产物敌草胺中将混有少量副产物E(分子式为：C23H18O3)，E是一种酯。E的结构简式为
________________________________________________________________________。
(5)已知：，写出以苯酚和乙醇为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任用)。合成路线流程图示例如下：
H2C===CH2CH3CH2BrCH3CH2OH
答案 (1)A被空气中的O2氧化 (2)羧基 醚键
解析 (1)酚类物质易被空气中的氧气氧化，生成棕色物质。
(2)C分子内的含氧官能团为羧基和醚键。
(3)C的该种同分异构体应含有、甲酸酯基、羟基，水解产物有对称结构： (或)。
(4) 反应生成副产物E：。
(5)观察目标产物：，可知合成的关键是用苯酚制备出，然后再与乙醇反应。由信息：，可利用乙酸来制取ClCH2COOH，再将苯酚与氢氧化钠反应生成苯酚钠，苯酚钠与ClCH2COOH反应生成，然后再与乙醇发生酯化反应可得。
课件23张PPT。第3章 有机合成及其应用 合成高分子化合物第1节 有机化合物的合成第1课时 碳骨架的构建和官能团的引入 探究点一 碳骨架的构建探究点二 官能团的引入与转化1.知道寻找原料与合成目标分子之间的关系与差异。
2.掌握构建目标分子骨架，官能团引入、转化或消除的方法。
3.体会有机合成在发展经济、提高生活质量方面的贡献。学习重难点：官能团引入、转化或消除的方法。1．写出下列转化关系中涉及的有标号的反应的化学方程式2．试用化学方程式表示用乙醇合成乙二醇的过程，并说明反应类型碳骨架的构建 (3)比较反应前后有机物的碳骨架：(1)组的变化是 ； (2)组的变化是 。碳链增长碳链减短CH3CH2CNCH3CH2CNCH3CH2C≡CHCH3COOHCH4↑构建碳骨架 归纳总结(1)能使碳链增长的反应有：不饱和有机物之间的加成或相互加成，卤代烃与氰化钠或炔钠的反应，醛、酮与HCN的加成等。(2)能使碳链减短的反应有烯、炔的氧化，烷的裂解，脱羧反应，芳香烃侧链的氧化等。1．下面是以CH2==CH2为有机原料合成CH2==CH—CH==CH2的流程图。(2)从原子守恒的角度看，使碳链增长的最重要的物质是什么？(1)该有机合成的主要任务是什么？该有机合成的主要任务是增加碳链的长度和官能团的个数 使碳链增长的最重要的物质是NaCN和CH2Br—CH2Br。本题涉及到碳链的增长问题，根据题目中提示信息应考虑引入—CN，联系卤代烃的取代反应，即可作出解答。官能团的引入与转化 本题为有机合成推断题，解题的关键是熟练掌握烃和烃的衍生物之间的相互转化，即官能团的相互转化。由已知物乙烯和最后产物E(一种环状酯)，按照图示条件进行推导，首先乙烯与溴加成得到1,2-二溴乙烷，再水解得到乙二醇，然后氧化为乙二醛，进而氧化为乙二酸，最后乙二酸与乙二醇发生酯化反应得到乙二酸乙二酯(E)。官能团的相互转化 BrCH2—CH2BrHOCH2-CH2OHOHC—CHOHOOC—COOHCH2==不同的官能团 不同类型 归纳总结②引入卤素原子的三种方法：不饱和烃与卤素单质(或卤化氢)的加成反应，烷烃、苯及其同系物发生取代反应，醇与氢卤酸的取代反应。(1)常见官能团引入或转化的方法④在有机物中引入醛基的两种方法：醇的氧化反应、烯烃的氧化反应。③在有机物中引入羟基的三种方法：卤代烃的水解反应，醛、酮与H2的加成反应，酯的水解反应。①引入或转化为碳碳双键的三种方法：卤代烃的消去反应，醇的消去反应，炔烃与氢气的不完全加成反应。归纳总结①消除不饱和双键或叁键，可通过加成反应。(2)从有机物分子中消除官能团④通过水解反应可消除酯基。③通过加成、氧化反应可消除—CHO。②经过酯化、氧化、与氢卤酸取代、消去等反应，都可以消除—OH。 ③⑤⑧ ①⑥⑦乙醇 酯化反应(或取代反应)CH3CHO、CH2==CHOH有机合成的任务是目标化合物分子骨架的构建和官能团的转化。官能团的转化体现在烃及其衍生物相互转化关系之中：12345C 12345引进卤素原子只能通过加成反应或取代反应达到。D 12345C 产物可能是CH3CH2CH==CH2或CH3CH==CHCH312345D步骤虽然最少，但取代反应难以控制取代的位置，多伴有其他副产物的产生。 只需两步，并且消去反应和加成反应无副反应发生，得到的产物比较纯，所以方案最合理。12345B 本讲内容结束
请完成课时作业
第2课时 有机合成路线的设计
[学习目标] 1.知道有机合成路线设计的一般程序，能对有机合成路线进行简单的分析和评价。2.会用逆合成分析法进行简单有机物合成路线的设计。
一、设计有机合成路线时遵循的原则
1．符合有机合成中原子经济性的要求。所选择的每个反应的副产物应尽可能____，所要得到的主产物的产率应尽可能____且易于分离，避免采用副产物多的反应。
2．发生反应的条件要适宜，反应的安全系数要高，反应步骤尽可能________________。
3．要按一定的反应顺序和规律引入官能团，必要时应采取一定的措施保护已引入的官能团。
4．所选用的合成原料要____________且易得、经济。催化剂无________性。
二、有机合成路线设计的思路
1．正推法
从确定的某种原料分子开始，逐步经过碳链的连接和官能团的安装来完成。首先要比较原料分子和目标化合物分子在________上的异同，包括____________和____________两个方面的异同；然后，设计由________________转向____________________的合成路线。
2．逆推法
采取从________逆推________，设计合理的合成路线的方法。在逆推过程中，需要逆向寻找能顺利合成目标化合物的中间有机化合物，直至选出合适的起始原料。
知识点1 设计合成有机物的路线
1．甲基丙烯酸甲酯是世界上年产量超过100 万吨的高分子单体。旧法合成的反应是：
(CH3)2C===O＋HCN―→(CH3)2C(OH)CN
(CH3)2C(OH)CN＋CH3OH＋H2SO4―→
CH2===C(CH3)COOCH3＋NH4HSO4
90年代新的反应是：
CH3C≡CH＋CO＋CH3OHCH2===C(CH3)COOCH3与旧法比较，新法的优点是( )
①原料无爆炸危险 ②原料都是无毒物质 ③没有副产物，原料利用率高 ④对设备腐蚀性较小
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
知识点2 逆合成分析法的应用
2．以乙醇为原料，用下述6种类型的反应来合成乙二酸乙二酯(结构简式为)，正确的顺序是( )
①氧化 ②消去 ③加成 ④酯化 ⑤水解 ⑥加聚
A．①⑤②③④ B．①②③④⑤
C．②③⑤①④ D．②③⑤①⑥
3．请设计由乙烯制备聚氯乙烯的合成路线，并完成各步反应方程式。
练基础落实
1．由苯作原料不能经一步化学反应制得的是( )
A．硝基苯 B．环己烷
C．苯酚 D．溴苯
2．“绿色、高效”概括了2005年诺贝尔化学奖的特点。换位合成法在化学工业中每天都在应用，主要用于研制新型药物和合成先进的塑料材料。在“绿色化学工艺”中，理想状态是反应物中的原子全部转化为欲制得的产物，即原子利用率为100%。①置换反应 ②化合反应 ③分解反应 ④取代反应 ⑤加成反应 ⑥消去反应 ⑦加聚反应 ⑧缩聚反应等反应类型中能体现这一原子最经济原则的是( )
A．①②⑤ B．②⑤⑦
C．⑦⑧ D．⑦
3．卤代烃能够发生下列反应：2CH3CH2Br＋2Na―→CH3CH2CH2CH3＋2NaBr，下列有机物可以合成环戊烷()的是( )
A．BrCH2CH2CH2CH2CH2Br
D．CH3CH2CH2CH2CH2Br
4．化合物丙可由如下反应得到：
丙的结构简式不可能是( )
A．CH3CH(CH2Br)2 B．(CH3)2CBrCH2Br
C．CH3CH2CHBrCH2Br D．CH3(CHBr)2CH3
5．用乙烯合成乙醇，事实上经过下列步骤：
首先在较低温度下用浓硫酸吸收乙烯
CH2===CH2＋H2SO4―→CH3CH2OSO3H(Ⅰ)
然后生成物(Ⅰ)再进一步吸收乙烯
CH3CH2OSO3H＋CH2===CH2―→(CH3CH2O)2SO2(Ⅱ)
再加入水，(Ⅰ)和(Ⅱ)都与水反应生成乙醇
CH3CH2OSO3H＋H2O―→CH3CH2OH＋H2SO4
(CH3CH2O)2SO2＋2H2O―→2CH3CH2OH＋H2SO4
下列叙述中错误的是( )
A．化合物(Ⅰ)(Ⅱ)都属于酯类
B．以上四个反应类型相同
C．以上四个反应类型不相同
D．此方法的缺点是设备易腐蚀
练方法技巧
逆合成分析法
7．写出以CH2ClCH2CH2CH2OH为原料制备的各步反应方程式(必要的无机试剂自选)。
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________；
④________________________________________________________________________。
8．星形聚合物SPLA可经下列反应路线得到(部分反应条件未注明)。
已知：SPLA的结构简式为
(1)淀粉是____糖(填“单”或“多”)；A的名称是
______________________________________________________________________。
(2)乙醛由不饱和烃制备的方法之一是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(用化学方程式表示，可多步)。
(3)D→E的化学反应类型属于________反应；D结构中有3个相同的基团，且1 mol D能与2 mol Ag(NH3)2OH反应，则D的结构简式是________________；D与银氨溶液反应的化学方程式为___________________________________
________________________________________________________________________。
(4)B的直链同分异构体G的分子中不含甲基，G既不能与NaHCO3溶液反应，又不能与新制Cu(OH)2悬浊液反应，且1 mol G与足量Na反应生成1 mol H2，则G的结构简式为________________________________________________________________________。
(5)B有多种脱水产物，其中两种产物的结构简式为____________________和____________________。
9．利用从冬青中提取的有机物A合成抗结肠炎药物Y及其他化学品，合成路线如下：
根据上述信息回答：
(1)D不与NaHCO3溶液反应，D中官能团的名称是________，B→C的反应类型是________。
(2)写出A生成B和E的化学反应方程式
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)A的同分异构体I和J是重要的医药中间体，在浓硫酸的作用下，I和J分别生成，鉴别I和J的试剂为________。
第2课时 有机合成路线的设计
知识清单
一、1.少 高 2.少而简单 4.绿色化 公害
二、1.结构 官能团 碳骨架 原料分子 目标化合物 2.产物 原料
对点训练
1．C [新、旧方法的原料分别是：
旧法：(CH3)2C===O、HCN、CH3OH、H2SO4；
新法：CH3C≡CH、CO、CH3OH。
从中看出原料均无爆炸性，故排除①；因其中HCN、CO均为有毒物质，可排除②；然后分析给出的反应，旧法有副产物NH4HSO4生成，故③正确；又因为旧法中使用H2SO4、HCN等对设备有腐蚀作用，故④也正确。]
2．C [利用逆合成法分析：
再从乙醇开始正向分析反应过程：反应的类型依次为消去反应―→加成反应―→水解反应―→氧化反应―→酯化反应。]
3．采用逆合成分析法：
?则其合成路线为：
反应方程式为：
课后作业
1．C 2.B
3．A [由信息知，要发生反应，需要有2个C—Br键断裂，2个Br原子与钠原子结合生成NaBr，原来与卤素原子直接相连的两个碳原子形成碳碳单键，能通过该反应合成环戊烷的卤代烃必为含5个碳原子的二溴代烃，且两个溴原子在碳链的两端。]
4．A [根据有机物的合成路线可知C4H8Br2是由C4H8与Br2通过加成反应得到的，由加成反应的特点，溴原子只能位于相邻的两个碳原子上，而A项是在相间的两个碳原子上，故不可能。]
5．B [此题首先要认真阅读信息，可看出(Ⅰ)(Ⅱ)都是无机酸酯；四个反应，前两个属于加成反应，后两个属于取代反应；由于过程中产生H2SO4，所以设备易被腐蚀。]
6.
。
解析 分析比较给出的原料与所要制备的产品的结构特点可知：原料为卤代醇，产品为同碳原子数的环内酯，因此可以用醇羟基氧化成羧基，卤原子再水解成为—OH，最后再酯化。但氧化和水解的先后顺序不能颠倒，因为先水解后无法控制只氧化一个—OH。
8．(1)多 葡萄糖
2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O
方法二：CH2===CH2＋HBr―→CH3CH2Br，
CH3CH2Br＋H2O―→CH3CH2OH＋HBr
(或CH3CH2Br＋NaOH―→CH3CH2OH＋NaBr)，
2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O
解析 由框图可以知道淀粉水解成A，A是葡萄糖，A转化为乳酸B，根据所学知识知道淀粉是一种多糖。(2)乙醛的制备方法较多，可以用乙烯水化法转化为乙醇，乙醇氧化成乙醛，或用乙炔与水发生加成反应也可，此题方法较多。(3)由D、E的化学式可以看出E比D多2个H原子，加氢叫还原，加氢也是加成反应，1 mol D能与2 mol Ag(NH3)2OH反应，说明1 mol D中有1 mol—CHO，D结构中有3个相同的基团，经分析相同的3个基团为—(CH2OH)，分子式C5H10O4就剩下一个—C，D的结构简式C(CH2OH)3CHO，D与 银氨溶液反应的化学方程式为：C(CH2OH)3CHO＋2 Ag(NH3)2OHC(CH2OH)3COONH4＋2 Ag↓＋3NH3＋H2O。
(4)B的直链同分异构体G的分子中不含甲基，G既不能与NaHCO3溶液反应，又不能与新制Cu(OH)2悬浊液反应，且1 mol G与足量Na反应生成1 mol H2，G中无—COOH，无—CHO，1 mol G中有2 mol—OH，即可得G的结构简式为：
(5)B是乳酸，由其官能团的反应机理即可得到答案。
9．(1)醛基 取代反应
(3)FeCl3溶液(或溴水)
第2课时 有机合成路线的设计和应用
[学习目标定位] 1.初步学习领会逆推法设计合成路线的思想。2.熟知有机合成遵循的基本规律，学会评价、优选合理的有机合成路线。3.了解原子经济和绿色化学的思想。
1．烃和烃的衍生物转化关系如图所示：
(1)将相应的烃或烃的衍生物类别填入上图空格内。
(2)若以CH3CH2OH为原料合成乙二酸HOOC—COOH依次发生的反应类型是消去、加成、水解、氧化、氧化。
2．某有机物A由C、H、O三种元素组成，在一定条件下，A、B、C、D、E之间的转化关系如下：
已知C的蒸气密度是相同条件下氢气的22倍，并可发生银镜反应。
(1)写出下列物质的结构简式：A________；B________；C________。
(2)写出下列转化的化学方程式：
A→B：___________________________________；
C与银氨溶液反应：_____________________；
A＋D→E：______________________________________。
答案 (1)C2H5OH CH2===CH2 CH3CHO
(2)C2H5OHCH2===CH2↑＋H2O
CH3CHO＋2[Ag(NH3)2]OHCH3COONH4＋2Ag↓＋3NH3＋H2O
CH3CH2OH＋CH3COOHCH3COOCH2CH3＋H2O
解析 分析题目所给五种物质之间的转化关系：由ACD，且C可发生银镜反应，可知C为醛，则A为醇，D为羧酸，E应是酯。再根据题意C的蒸气密度是相同条件下氢气的22倍，可得Mr(C)＝44，所以C为乙醛。故A为乙醇，B为乙烯，D为乙酸，E为乙酸乙酯。
探究点一 有机合成路线的设计
1．有机合成路线设计思路
(1)设计有机合成路线时，首先要正确判断需合成的有机物的类别，它含有哪些官能团，与哪些知识信息有关；
(2)其次是根据现有的原料、信息和有关反应规律，尽可能合理地把目标化合物分成若干片段，或寻找官能团的引入、转换、保护方法，或设法将各片段拼凑衍变，尽快找出合成目标化合物的关键；
(3)最后将正向推导和逆向推导得出的若干个合成路线加以综合比较，选择最佳的合成方案。
2．乙醛有三种工业制法：
①最早是用粮食发酵制取乙醇，再用乙醇氧化法制乙醛。
2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O
②后来采用乙炔水化法，产率和产品纯度高。
CH≡CH＋H2OCH3CHO
③现在采用乙烯直接氧化法，产率和产品纯度高。
2CH2===CH2＋O22CH3CHO
请你说说①、②两种方法被淘汰的原因是什么？
答案 第①种方法成本高；第②种生产过程中用到重金属盐(Hg2＋盐)，毒性强，故被淘汰。
3．请设计合理方案：以CH2===CH2为原料，合成
。
答案 CH2===CH2CH3CH2OH
CH3CHOCH3COOH
。
[归纳总结]
常见的有机合成路线
(1)一元合成路线：R—CH===CH2卤代烃
一元醇一元醛一元羧酸酯
(2)二元合成路线：CH2===CH2CH2X—CH2X
CH2OH—CH2OHCHOCHO
HOOC—COOH―→链酯、环酯、聚酯
(3)芳香化合物合成路线：
[活学活用]
1．以2-氯丁烷为原料合成2,3-二氯丁烷，某同学设计了下列两种途径：
①在光照条件下，将2-氯丁烷直接与氯气发生取代反应。
②先将2-氯丁烷在NaOH的醇溶液中发生消去反应，再与氯气发生加成反应。
你认为哪一种途径更合理？为什么另一种途径不合理？
答案 第②种途径更为合理。其原因是在第①种途径中，副反应多，所得产物中除2,3-二氯丁烷外还有其他多种副产品。
2．丁烯二酸(HOOCCH===CHCOOH)可用于制造不饱和聚酯树脂，也可作食品的酸性调味剂。某同学以ClCH2CH===CHCH2Cl为原料，设计了下列合成路线：
。你认为上述设计存在什么缺陷？请你提出具体改进措施？
答案 在第二步的氧化过程中，键也会被氧化，使产率降低，对上述设计可做如下改进：
探究点二 有机合成的分析方法
1．正向合成分析法
从已知的原料入手，找出合成所需的直接或间接的中间体，逐步推出合成的目标有机物，其合成示意图为
2．逆推法
将目标化合物倒退一步寻找上一步反应的中间体，该中间体同辅助原料反应可以得到目标化合物，而这个中间体，又可由更上一步的中间体得到，依次类推，最后确定最适宜的基础原料和最终的合成路线。
3．利用“逆推法”分析由乙烯合成草酸二乙酯的过程：
逆合成分析思路，思维过程概括如下：
(1)分析草酸二乙酯，分子中有2个酯基。
(2)逆推，酯是由酸和醇合成的，则反应物为乙二酸和2倍比例的乙醇CH3CH2OH。
(3)逆推1，乙二酸是由乙二醇氧化得来，乙二醇与乙醇的不同之处在于乙二醇有2个羟基(—OH)。此醇羟基的引入可用1,2-二氯乙烷()水解得到，而1,2-二氯乙烷又可以用乙烯CH2===CH2与Cl2加成而得。
(4)逆推2，乙醇的引入可用乙烯(CH2===CH2)水化法制得，或氯乙烷水解。
上述分析可概括为
根据以上逆合成分析，可以确定合成草酸二乙酯的有机基础原料为乙烯(CH2===CH2)，通过五步反应进行合成，写出反应的化学方程式：
①________________________________________________________________________，
②________________________________________________________________________，
③________________________________________________________________________，
④________________________________________________________________________，
⑤________________________________________________________________________。
[归纳总结]
逆推法设计有机合成路线的一般程序
[活学活用]
3．苯甲酸苯甲酯()存在于多种植物香精中，如在水仙花中就含有它，它可用作香料、食品添加剂及一些香料的溶剂，还可用于塑料、涂料的增塑剂。此外，它在医疗上也有很多应用。对于这样一种有机物，你能用原料库中的原料合成吗？有机物原料库：苯、甲苯、乙烯、丙烯、1,3-丁二烯、2-丁烯等。(无机原料任选)
答案
解析 利用逆推法，首先分析目标分子中含有酯基，为酯类化合物，对于酯类化合物一般可采用酸与醇的酯化反应来合成，以此为出发点，依据烃及衍生物的转化关系，可以按以下思路由目标分子逆推原料分子：
因此以甲苯为原料进行合成苯甲酸苯甲酯，可以确定如下路线：
路线1：
路线2：
对以上路线进行优选：路线2制备苯甲酸的步骤多，成本高，且使用较多的Cl2，不利于环境保护。路线1由甲苯分别制备苯甲酸和苯甲醇，然后由它们发生酯化反应制备苯甲酸苯甲酯，是比较合理的合成路线。
探究点三 有机合成的应用
1．有机合成是利用简单、易得的原料，通过有机反应，生成具有特定结构和功能的有机化合物。通过有机合成不仅可以制备天然有机物，以弥补自然资源的不足，还可以对天然有机物进行结构改造和修饰，使其性能更加完美，甚至可以合成具有特定性质的、自然界并不存在的有机物，以满足人类的特殊需要。
2．有机合成的原则
(1)起始原料要廉价、易得、低毒、低污染。
(2)尽量选择步骤最少的合成路线，使得反应过程中副反应少、产物产率高。
(3)符合“绿色化学”的要求，操作简单、条件温和、能耗低、易实现、原料利用率高、污染少，尽量实现零排放。
(4)按照一定的反应顺序和规律引入官能团，不能臆造不存在的反应事实。在引入官能团的过程中，要注意先后顺序，以及对先引入的官能团的保护。
[归纳总结]
(1)有机合成的起始原料通常采用四个碳原子以下的单官能团化合物和单取代苯，如乙烯、丙烯、甲苯等。
(2)有机合成产品广泛地应用于工农业生产和生活，以及国防工业等众多领域。在化学基础研究方面，有机合成也是一个重要的工具。
[活学活用]
4．下图是以煤为原料生产聚氯乙烯(PVC)和人造羊毛的合成路线：
(1)上述有机合成路线中第一步的目的是什么？
(2)请你写出A、B、C、D的结构简式。
(3)将上述反应①～⑤按反应类型进行分类。
答案 (1)由于石油价格不断上涨，以煤为原料制备一些化工产品的前景又被看好。
(2)A：CH≡CH B：CH2===CHCl C：CH2===CHCN
D：
(3)①③④加成反应；②⑤加聚反应。
1．下列说法不正确的是( )
A．有机合成的思路就是通过有机反应构建目标化合物的分子碳骨架，并引入或转化成所需的官能团
B．有机合成过程可以简单表示为基础原料→中间体Ⅰ→中间体Ⅱ→目标化合物
C．逆推法可以简单表示为目标化合物→中间体Ⅱ→中间体Ⅰ→基础原料
D．为减少污染，有机合成不能使用辅助原料，不能有副产物
答案 D
解析 有机合成中需要一些必要的辅助原料，且使用的辅助原料应该是低毒性、低污染、易得和廉价的。
2．下面是有机合成的三个步骤：①对不同的合成路线进行优选；②由目标分子逆推原料分子并设计合成路线；③观察目标分子的结构。逆推法正确的顺序为( )
A．①②③ B．③②①
C．②③① D．②①③
答案 B
3．有机物可经过多步反应转变为，其各步反应的反应类型是( )
A．加成→消去→脱水 B．消去→加成→消去
C．加成→消去→加成 D．取代→消去→加成
答案 B
4．食品香精菠萝酯的生产路线(反应条件略去)如下：
(1)写出上述反应的化学方程式并注明反应类型。
(2)苯氧乙酸的某种同分异构体X,1 mol X能与2 mol NaOH溶液反应，且X中含有1个醛基(—CHO)，写出符合上述条件的X的一种结构简式：___________________。
5．写出以CH2ClCH2CH2CH2OH为原料制备的各步反应方程式(无机试剂自选)：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________；
④________________________________________________________________________。
答案 ①2CH2ClCH2CH2CH2OH＋O2
2CH2ClCH2CH2CHO＋2H2O
②2CH2ClCH2CH2CHO＋O2
2CH2ClCH2CH2COOH
③CH2ClCH2CH2COOH＋H2O
HO—CH2—CH2—CH2—COOH＋HCl
④HOCH2CH2CH2COOH＋H2O
解析 对比给出的原料与目标产物可知，原料为卤代醇，产品为等碳原子数的环酯，因此，制备过程是醇羟基氧化成羧基，卤素原子再水解成羟基，最后发生酯化反应。
[基础过关]
一、逆推法的应用
1．以乙醇为原料，用下述6种类型的反应来合成乙二酸乙二酯(结构简式为)，正确的顺序是( )
①氧化 ②消去 ③加成 ④酯化 ⑤水解 ⑥加聚
A．①⑤②③④ B．①②③④⑤
C．②③⑤①④ D．②③⑤①⑥
答案 C
解析 逆推法：
再从乙醇开始正向分析反应过程，反应类型依次为消去反应→加成反应→水解反应→氧化反应→酯化反应。
2．以氯乙烷为原料制取乙二酸(HOOC—COOH)的过程中，要依次经过下列步骤中的( )
①与NaOH的水溶液共热 ②与NaOH的醇溶液共热
③与浓硫酸共热到170 ℃ ④在催化剂存在情况下与氯气反应 ⑤在Cu或Ag存在的情况下与氧气共热 ⑥与新制的Cu(OH)2悬浊液共热
A．①③④②⑥ B．①③④②⑤
C．②④①⑤⑥ D．②④①⑥⑤
答案 C
解析 采取逆向分析可知，乙二酸→乙二醛→乙二醇→1,2-二卤乙烷→乙烯→氯乙烷。然后再逐一分析反应发生的条件，可知C项设计合理。
3．根据下面合成路线判断烃A为( )
A．1-丁烯 B．1,3-丁二烯
C．乙炔 D．乙烯
答案 D
解析 由生成物的结构推知C为，B为，A为CH2===CH2。
二、有机合成路线的选择
4．请设计合理方案：以为原料，合成。
5．已知：中的醇羟基不能被氧化。
以为原料，并以Br2等其他试剂制取，请写出合成路线。
解析 利用逆推法合成有机物，从产物入手，根据官能团的转化，推出原料即可。本题可设计为产物→醛→醇→卤代烃。
对照起始反应物与目标产物，需要在原料分子中引入—COOH，而碳骨架没有变化，可逆推需要先制得醛，依次需要：醇、卤代烃。在原料分子中引入卤原子可以利用加成反应来完成。
6．以乙醇为起始原料可经过不同的途径得到1,2-二溴乙烷，以下三个制备方案，哪一个为最佳方案？
答案 方案(1)为最佳方案
解析 烷烃与溴蒸气发生取代反应时会生成一溴代物和多溴代物，产品的纯度低，故方案(2)(3)不是最佳方案。
7．请认真阅读下列3个反应：
(1)前两步合成路线顺序不能颠倒，你认为可能的原因是什么？
(2)后续合成路线还有两种可能的设计，请你对它们进行简要的评价，从中选出合理的合成路线。
答案 (1)前两步的顺序不能颠倒，若颠倒即先生成，再与HNO3作用时不会得到所需产品。
(2)后续的两种合成路线为①
由于苯胺易被氧化且NaClO有强氧化性，而双键加成与—NO2被还原条件不同，故以第②种方案最合理。
三、有机合成推断
8．某有机化合物X，经过下列变化后可在一定条件下得到乙酸乙酯，则有机物X是( )
A．C2H5OH B．C2H4
C．CH3CHO D．CH3COOH
答案 C
解析 由转化关系图可知X加氢后生成Y，X被氧化后生成Z，Y与Z反应生成酯CH3COOCH2CH3，不难推出X为CH3CHO。
9．《茉莉花》是一首脍炙人口的中国民歌。茉莉花香气的成分有多种，乙酸苯甲酯()是其中的一种，它可以从茉莉花中提取，也可以乙烯和甲苯为原料进行人工合成。其中一种合成路线如下：
回答下列问题：
(1)A、B的结构简式为____________，____________；
(2)写出反应②、⑥的化学方程式________________，________________________；
(3)上述反应中属取代反应的有________(填写序号)；
(4)反应__________(填序号)原子的理论利用率为100%，符合绿色化学的要求。
答案 (1)CH3CHO
解析 (1)A物质应该是乙醇在CuO的作用下被催化氧化成的乙醛，B物质是与卤素单质光照条件下发生取代反应生成的卤代烃，由在⑤的条件下卤代烃发生的水解反应生成苯甲醇知，B中只有一个卤素原子即；(2)②是乙醇的催化氧化，⑥是乙酸与苯甲醇发生的酯化反应；(3)①是加成反应，②③均是氧化反应，④是与卤素发生的取代反应，⑤是卤代烃发生的水解反应，也属于取代反应，⑥是酯化反应属于取代反应。
[能力提升]
10．由丙烯合成“硝化甘油”(三硝酸甘油酯)可采用下列四步反应：
丙烯1,2,3-三氯丙烷(ClCH2CHClCH2Cl)甘油
已知：CH2===CHCH3＋Cl2ClCH2CHClCH3；
CH2===CHCH3＋Cl2CH2===CHCH2Cl＋HCl
(1)写出①②③各步反应的化学方程式，并分别注明其反应类型：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________。
(2)请写出用1-丙醇作原料，制丙烯的反应的化学方程式并注明反应类型：_____________。
(3)如果所用丙醇中混有异丙醇[CH3CH(OH)CH3]，对所制丙烯的纯度是否有影响？简要说明理由。
答案 (1)①CH3CH===CH2＋Cl2CH2ClCH===CH2＋HCl，取代反应 ②CH2ClCH===CH2＋Cl2CH2ClCHClCH2Cl，加成反应
③CH2ClCHClCH2Cl＋3NaOH
HOCH2CH(OH)CH2OH＋3NaCl，水解(或取代)反应
(2)CH3CH2CH2OHCH3CH===CH2↑＋H2O，消去反应 (3)无影响。异丙醇在此反应条件下也得到丙烯，因此不会影响产物的纯度。
解析 此题需在丙烯的三个碳原子上各引入一个氯原子，生成1,2,3-三氯丙烷，才能水解生成甘油。怎样才能在三个碳原子上各引入一个氯原子呢？根据题中所给信息，应该是先由丙烯与氯气发生取代反应，再加成，才能生成1,2,3-三氯丙烷。
11．已知一个碳原子上连有两个羟基时，易发生下列转化：。请根据下图回答问题：
(1)E中含有的官能团的名称是__________；
反应③的化学方程式为____________________________。
(2)已知B的相对分子质量为162，其完全燃烧的产物中n(CO2)∶n(H2O)＝2∶1，则B的分子式为____________。
(3)F是高分子光阻剂生产中的主要原料，F具有如下特点：①能跟FeCl3溶液发生显色反应；②能发生加聚反应；③苯环上的一氯代物只有两种，则F在一定条件下发生加聚反应的化学方程式为____________________________。
(4)化合物G是F的同分异构体，属于芳香化合物，能发生银镜反应。G有多种结构，写出其中两种苯环上取代基个数不同的同分异构体的结构简式：____________________、
________________________。
答案 (1)羧基 CH3CHO＋2Cu(OH)2CH3COOH＋Cu2O↓＋2H2O
(2)C10H10O2
解析 本题的难点是A―→C＋D的转化。A的分子中既有酯基，又有溴原子，所以A在碱性条件下水解时，除得到醋酸钠外，另一产物因同一个碳原子上连有两个羟基，不稳定，由已知信息可知得到乙醛(CH3CHO)。由B的相对分子质量为162，结合燃烧产物的量的关系可设其分子式为CnHnO2，知：13n＋32＝162，得n＝10，即B的分子式为C10H10O2。由反应④：C10H10O2＋H2O―→CH3COOH＋F(C8H8O)，结合F特点知其分子结构中含有羟基(酚类)和碳碳双键。因其一氯代物只有两种，所以F为苯环上的对位二取代物，故F的结构简式为。因其同分异构体能够发生银镜反应，故分子内存在醛基(—CHO)，即可写出相应的同分异构体的结构简式。
12．利用从冬青中提取的有机物A合成抗结肠炎药物Y及其他化学品，合成路线如下：
根据上述信息回答：
(1)D不与NaHCO3溶液反应，D中官能团的名称是________，B→C的反应类型是________。
(2)写出A生成B和E的化学反应方程式________。
(3)A的同分异构体I和J是重要的医药中间体，在浓硫酸的作用下，I和J分别生成和，鉴别I和J的试剂为________。
答案 (1)醛基 取代反应
(3)浓溴水或FeCl3溶液
解析 (1)BCH3OCH3，可知B为甲醇，CH3OH与O2反应生成D，D不与NaHCO3溶液反应，D一定不是HCOOH，则D应为HCHO。
(2)逆推法知H的结构简式为，相继得E、F、G的结构简式为
。
(3)A的同分异构体I和J的结构简式分别为，加浓溴水，I会产生白色沉淀；加FeCl3溶液，I显紫色。
[拓展探究]
13．美国化学家R.F.Heck因发现如下Heck反应而获得2010年诺贝尔化学奖。
经由Heck反应合成M(一种防晒剂)的路线如下：
回答下列问题：
(1)M可发生的反应类型是________。
a．取代反应 b．酯化反应
c．缩聚反应 d．加成反应
(2)C与浓H2SO4共热生成F，F能使酸性KMnO4溶液褪色，F的结构简式是________。D在一定条件下反应生成高分子化合物G，G的结构简式是________。
(3)在A→B的反应中，检验A是否反应完全的试剂是________。
(4)E的一种同分异构体K符合下列条件：苯环上有两个取代基且苯环上只有两种不同化学环境的氢，与FeCl3溶液作用显紫色。K与过量NaOH溶液共热，发生反应的方程式为________。
答案 (1)ad (2)(CH3)2CHCH===CH2
(3)新制Cu(OH)2悬浊液(或新制银氨溶液)
解析 (1)M中含酯基和碳碳双键，故能发生取代反应和加成反应；
(2)由框图推知A为
热条件下发生消去反应生成F：，
D在一定条件下发生加聚反应生成G：
?CH2CH?COOCH2CH2CH(CH3)2(3)检验A是否完全反应“应检验醛基”；(4)K苯环上有两个取代基，且只有两种不同化学环境的氢，说明取代基位于苯环的对位，遇FeCl3溶液显紫色说明含酚羟基，故其结构简式为。
课件31张PPT。第3章 有机合成及其应用 合成高分子化合物第1节 有机化合物的合成第2课时 有机合成路线的设计和应用 探究点一 有机合成路线的设计 探究点二 有机合成的分析方法 探究点三 有机合成的应用 1.初步学习领会逆推法设计合成路线的思想。
2.熟知有机合成遵循的基本规律，学会评价、优选合理的有机合成路线。
3.了解原子经济和绿色化学的思想。学习重难点：有机合成推断题的解答方法。1．烃和烃的衍生物转化关系如图所示： (2)若以CH3CH2OH为原料合成乙二酸HOOC—COOH依次发生的反应类型是
___________________________________.(1)将相应的烃或烃的衍生物类别填入空格内。消去、加成、水解、氧化、氧化CH2==CH2CH3CHOC2H5OH有机合成路线的设计 1．有机合成路线设计思路 (2)其次是根据现有的原料、信息和有关反应规律，尽可能合理地把目标化合物分成若干片段，或寻找官能团的引入、转换、保护方法，或设法将各片段拼凑衍变，尽快找出合成目标化合物的关键；(1)设计有机合成路线时，首先要正确判断需合成的有机物的类别，它含有哪些官能团，与哪些知识信息有关；(3)最后将正向推导和逆向推导得出的若干个合成路线加以综合比较，选择最佳的合成方案。第①种方法成本高；第②种生产过程中用到重金属盐(Hg2＋盐)，毒性强，故被淘汰。3．请设计合理方案：以CH2==CH2为原料，合成 。归纳总结常见的有机合成路线(1)一元合成路线： (2)二元合成路线： 归纳总结(3)芳香化合物合成路线：1．以2-氯丁烷为原料合成2,3-二氯丁烷，某同学设计了下列两种途径：
①在光照条件下，将2-氯丁烷直接与氯气发生取代反应。
②先将2-氯丁烷在NaOH的醇溶液中发生消去反应，再与氯气发生加成反应。
你认为哪一种途径更合理？为什么另一种途径不合理？
答案 第②种途径更为合理。其原因是在第①种途径中，副反应多，所得产物中除2,3-二氯丁烷外还有其他多种副产品。在第二步的氧化过程中， 键也会被氧化，使产率降低 有机合成的分析方法 从已知的原料入手，找出合成所需的直接或间接的中间体，逐步推出合成的目标有机物1．正向合成分析法其合成示意图为将目标化合物倒退一步寻找上一步反应的中间体，该中间体同辅助原料反应可以得到目标化合物，而这个中间体，又可由更上一步的中间体得到，依次类推，最后确定最适宜的基础原料和最终的合成路线。2．逆推法逆合成分析思路，思维过程概括如下：3．利用“逆推法”分析由乙烯合成草酸二乙酯的过程：
归纳总结逆推法设计有机合成路线的一般程序 答案 有机合成的应用 归纳总结(1)有机合成的起始原料通常采用四个碳原子以下的单官能团化合物和单取代苯，如乙烯、丙烯、甲苯等。(2)有机合成产品广泛地应用于工农业生产和生活，以及国防工业等众多领域。在化学基础研究方面，有机合成也是一个重要的工具。由于石油价格不断上涨，以煤为原料制备一些化工产品的前景又被看好。C：CH2==CHCN①③④加成反应；②⑤加聚反应 A:CH≡CHB： CH2==CHCl12345有机合成中需要一些必要的辅助原料，且使用的辅助原料应该是低毒性、低污染、易得和廉价的。D 12345B 12345B 1234512345解析 对比给出的原料与目标产物可知，原料为卤代醇，产品为等碳原子数的环酯，因此，制备过程是醇羟基氧化成羧基，卤素原子再水解成羟基，最后发生酯化反应。本讲内容结束
请完成课时作业第2节 有机化合物结构的测定
第1课时 有机化合物分子式的确定
[学习目标定位] 通过对典型实例的分析，初步学会测定有机化合物元素含量、相对分子质量的一般方法，并能据其确定有机化合物的分子式。
1．根据所学知识，回答下列问题
(1)标准状况下密度为2.86 g·L－1的某气体的相对分子质量为64；
(2)分子中含有4个碳原子的烷烃的相对分子质量是58，其饱和一元羧酸的相对分子质量是88。
(3)相对分子质量为142的烷烃的分子式为C10H22，相对分子质量为142的饱和一元醛的分子式是C9H18O。
(4)相对分子质量为74的饱和一元醇的分子式为C4H10O，相对分子质量为74的饱和一元羧酸的分子式是C3H6O2。
2．人类对有机化合物的研究经历了“从天然动植物中提取、分离出一些纯净物”、“研究有机化合物的组成、结构、性质和应用”、“根据需要对有机化合物分子进行设计和合成”的发展过程。科学研究有机化合物的组成时，需要知道该化合物由哪些元素组成、各元素的质量分数是多少，由此就能够知道有机化合物的实验式。
3．组成有机化合物的元素种类并不多，最常见的是C、H、O、N、X等元素。如果将有机化合物在氧气中燃烧，燃烧后的碳元素将转化成CO2，氢元素将转化成H2O。将产物分别用碱液和吸水剂吸收，称重后即可分别计算出样品有机化合物中碳、氢元素的质量分数。
探究点一 有机化合物组成元素的确定
1．鉴定有机物中含有哪些元素(定性分析)
(1)将某有机物在O2中充分燃烧后，各元素对应的燃烧产物：C→CO2；H→H2O；N→N2；S→SO2。
(2)若将有机物完全燃烧，生成物只有H2O(使无水CuSO4变蓝)和CO2(使澄清石灰水变浑浊)，则该有机物中一定含有的元素是C、H，可能含有的元素是O。
(3)判断是否含氧元素，可先求出产物CO2和H2O中C、H两元素的质量和，再与有机物的质量比较，若两者相等，则说明原有机物中不含氧元素，否则有机物中含氧元素。
2．确定有机物中各元素的质量分数(定量分析)
(1)有机物中元素定量分析原理(李比希法)
①将仅含C、H、O元素的有机物置于氧气流中燃烧，然后分别用无水CaCl2和KOH浓溶液吸收生成的水和二氧化碳；
②根据吸收前后吸收剂的质量变化即可算出反应生成的水和二氧化碳的质量，从而确定有机物中氢元素和碳元素的质量，剩余则为氧元素的质量；
③最后计算确定有机物分子中各元素的质量分数。
(2)实验式(最简式)和分子式的区别
①实验式是表示化合物分子中所含元素的原子个数最简单整数比的式子；
②分子式是表示化合物分子所含元素的原子种类及数目的式子；
③二者中各元素的质量分数相等，可能不同的是原子个数。
[归纳总结]
有机化合物元素组成的测定方法及步骤
[活学活用]
1．某化合物6.4 g在氧气中完全燃烧只生成8.8 g CO2和7.2 g H2O。下列说法正确的是( )
A．该化合物仅含碳、氢两种元素
B．该化合物中碳、氢原子个数比为1∶2
C．无法确定该化合物中是否含氧元素
D．该化合物中一定含氧元素
答案 D
解析 n(CO2)＝＝0.2 mol
m(C)＝0.2 mol×12 g·mol－1＝2.4 g
n(H2O)＝＝0.4 mol
m(H)＝0.4 mol×2×1 g·mol－1＝0.8 g
m(C)＋m(H)＝2.4 g＋0.8 g＝3.2 g＜6.4 g
所以该化合物中含氧元素n(O)＝＝0.2 mol
所以n(C)∶n(H)∶n(O)＝0.2∶0.8∶0.2＝1∶4∶1。
2．验证某有机物属于烃，应完成的实验内容是( )
A．只需测定分子中C、H原子个数之比
B．只需证明其完全燃烧的产物只有H2O和CO2
C．只需测定其燃烧产物中H2O与CO2的物质的量之比
D．测定该试样的质量及试样完全燃烧后生成CO2和H2O的质量
答案 D
解析 验证某有机物属于烃需证明该有机物只含有C、H两种元素，选项D所述能满足该要求。
探究点二 有机物分子式的确定
1．有机物相对分子质量的确定方法
(1)根据标准状况下气体的密度ρ，计算该气体的相对分子质量Mr＝22.4 ρ(限于标准状况下)。
(2)依据气体的相对密度D，计算气体的相对分子质量Mr(A)＝D·Mr(B)。
(3)A、B两种气体组成的混合气体中，它们的体积分数分别为w(A)、w(B)，该混合气体的平均相对分子质量Mr＝Mr(A)·w(A)＋Mr(B)·w(B)。
(4)质谱法可以测定有机物的相对分子质量，在质谱图中，最大的质荷比就是有机物的相对分子质量。
2．有机物分子式的确定方法
(1)实验测得某碳氢化合物A中，含碳80%，含氢20%，求该化合物的实验式________。又测得该化合物的相对分子质量是30，求该化合物的分子式________。
答案 CH3 C2H6
解析 (1)n(C)∶n(H)＝∶＝1∶3，该化合物的实验式是CH3。
(2)方法一：设该化合物分子中含有n个CH3，则：n＝＝＝2，该化合物的分子式是C2H6。
方法二：A分子式中各元素原子的数目：
n(C)＝＝2 n(H)＝＝6
A的分子式是C2H6。
(2)燃烧某有机物A 1.50 g，生成1.12 L(标准状况)CO2和0.05 mol H2O。该有机物的蒸气对空气的相对密度是1.04，求该有机物的分子式________。
答案 CH2O
解析 有机物的相对分子质量是1.04×29＝30
有机物的物质的量为＝0.05 mol
有机物分子中含有：
C：＝1
H：＝2
O：＝1
有机物分子式为CH2O。
(3)某有机化合物仅由碳、氢、氧三种元素组成，经测定其相对分子质量为90。取该有机物样品1.8 g，在纯氧中完全燃烧，将产物先后通过浓硫酸和碱石灰，两者分别增重1.08 g和2.64 g。试求该有机物的分子式__________。
答案 C3H6O3
解析 设有机物的分子式为CxHyOz
CxHyOz＋(x＋－)O2xCO2＋H2O
90 g 44x g 9y g
1.8 g 2.64 g 1.08 g
90 g∶1.8 g＝44x g∶2.64 g x＝3
90 g∶1.8 g＝9y g∶1.08 g y＝6
z＝＝3
有机物分子式为C3H6O3。
[归纳总结]
有机物分子式的确定方法：
(1)实验方法
先根据有机物各元素的质量分数求出分子组成中各元素的原子个数比(实验式)。再根据有机物的摩尔质量(相对分子质量)，求出有机物的分子式。
(2)直接法
根据有机物各元素的质量分数和有机物的摩尔质量(相对分子质量)直接求出1 mol有机物中各元素原子的物质的量。
(3)方程式法
根据有机物的燃烧通式及消耗O2的量(或生成产物的量)计算确定出有机物的分子式。
[活学活用]
3．某种有机物在气态时对H2的相对密度为30，充分燃烧3.0 g此有机物可得3.36 L二氧化碳(标准状况)和3.6 g 水。此有机物能与金属钠反应。
(1)该有机物的分子式是______________________。
(2)该有机物的结构简式有____________________。
答案 (1)C3H8O
(2)CH3CH2CH2OH或
解析 根据题意可得：Mr＝30×2＝60。
有机物中各元素的质量为
m(C)＝×12 g·mol－1＝1.8 g，
m(H)＝×2×1 g·mol－1＝0.4 g，
m(O)＝3.0 g－1.8 g－0.4 g＝0.8 g。
则有机物分子中N(C)＝÷＝3，
N(H)＝÷＝8，
N(O)＝÷＝1。
故得分子式为C3H8O。正好符合饱和一元醇和醚的通式，由于该有机物能和钠反应，则该有机物属于醇类。综上所述，该有机物的结构简式为CH3CH2CH2OH或CHCH3OHCH3。
有机物分子式确定的基本思路
1．能够确定有机物相对分子质量的方法是( )
A．红外光谱 B．质谱
C．核磁共振氢谱 D．紫外光谱
答案 B
2．某有机物在氧气中充分燃烧，生成等物质的量的水和二氧化碳，则该有机物必须满足的条件是( )
A．分子中的C、H、O的个数比为1∶2∶3
B．分子中C、H个数比为1∶2
C．该有机物的相对分子质量为14
D．该分子中肯定不含氧原子
答案 B
解析 根据生成等物质的量的H2O和CO2，只能推断出分子中C、H个数比为1∶2，不能确定是否含有氧原子，也不能推断其相对分子质量。
3．某烃分子中共有30个中子，它燃烧时生成等体积的CO2和H2O(g)，该有机物的分子式为( )
A．C4H8 B．C4H10O C．C5H10 D．C4H10
答案 C
4．在相同状况下，相同体积的两种烃蒸气，完全燃烧生成的CO2的体积比为1∶2，生成水的体积比为2∶3，则这两种烃可能的组合是(写分子式)：
(1)______________________和____________________________________。
(2)______________________和___________________________________。
(3)______________________和___________________________________。
答案 (1)CH4 C2H6 (2)C2H4 C4H6
(3)C3H8 C6H12
解析 相同状况下，相同体积烃蒸气物质的量相同，完全燃烧生成CO2体积之比为1∶2，生成水体积之比为2∶3，可设这两种烃的分子式分别为CnH2m、C2nH3m，所以满足通式的组合可能有CH4和C2H6，C2H4和C4H6，C3H8和C6H12。
5．吗啡和海洛因都是严格查禁的毒品。吗啡分子中C、H、N、O的质量分数分别为71.58%、6.67%、4.91%和16.84%。已知其相对分子质量不超过300。
(1)求①吗啡的相对分子质量；②吗啡的分子式。
(2)已知海洛因是吗啡的二乙酸酯，求①海洛因的相对分子质量；②海洛因的分子式。
答案 (1)①285 ②C17H19NO3
(2)①369 ②C21H23NO5
解析 当有机物分子中含有N、S、P等原子时，可采用讨论法求解。假设吗啡分子中含有1个，2个……氮原子，再结合其相对分子质量不大于300，探索求得吗啡的相对分子质量。
(1)①假设吗啡分子中只有一个氮原子，则：＝285，由于已知吗啡的相对分子质量不大于300，如果其分子中含有2个氮原子，则其相对分子质量必超过300，故吗啡的相对分子质量为285。②1 mol吗啡中C、H、O原子的物质的量：n (C)＝285 g×≈17 mol；
n (H)＝285 g×≈19 mol；
n (O)＝285 g×≈3 mol，
由计算可知吗啡的分子式为C17H19NO3。
(2)①已知海洛因是吗啡的二乙酸酯，即吗啡以醇的结构与乙酸发生酯化反应。当1个醇R(OH)2生成它的二乙酸酯时，即由R(OH)2转化为R(OOCCH3)2，分子内增加了2个(C2OH2)原子团，相当于相对分子质量增加42×2。因海洛因是吗啡的二乙酸酯，所以海洛因的相对分子质量为285＋42×2＝369。②分子式应为C17＋2×2H19＋2×2NO3＋1×2，即C21H23NO5。
[基础过关]
一、有机物组成元素的确定
1．有机物的天然提取和人工合成往往得到的是混合物，假设给你一种这样的有机混合物让你研究，一般要采取的几个步骤是( )
A．分离、提纯→确定化学式→确定实验式→确定结构式
B．分离、提纯→确定实验式→确定化学式→确定结构式
C．分离、提纯→确定结构式→确定实验式→确定化学式
D．确定化学式→确定实验式→确定结构式→分离、提纯
答案 B
解析 分离提纯后的有机物经过纯度鉴定后才能确定实验式，进一步确定化学式，最后分析出结构式。
2．某有机物在氧气中充分燃烧，生成的CO2和H2O的物质的量之比为1∶2，则下列说法中正确的是( )
A．分子中C、H、O个数比为1∶2∶3
B．分子中C、H个数比为1∶4
C．分子中含有氧元素
D．此有机物的最简式为CH4
答案 B
解析 由n(CO2)∶n(H2O)＝1∶2仅能得出n(C)∶n(H)＝1∶4，不能确定是否含O。
3．某有机物2 mol在氧气中充分燃烧，消耗氧气5 mol，生成水和二氧化碳各4 mol，由此可得出的结论是( )
A．该有机物不含氧元素
B．该有机物分子中含有一个氧原子
C．该有机物分子中含有二个氧原子
D．不能确定该有机物分子中含氧原子的个数
答案 B
4．一定量有机物完全燃烧后，将燃烧产物通过足量的石灰水，过滤后得到白色沉淀10 g，但称量滤液时只减少2.9 g，则此有机物不可能是( )
A．C2H5OH B．C4H8O2
C．C2H6 D．C2H6O2
答案 B
解析 n(CO2)＝n(CaCO3)＝＝0.1 mol，则通入石灰水中的CO2的质量应是4.4 g，而产生的CaCO3的质量是10 g，若无其他物质进入，则石灰水质量应减少5.6 g，题目中只减少2.9 g，故A燃烧时应同时生成2.7 g水，有机物中所含H元素的物质的量为n(H)＝×2＝0.3 mol，所以此有机物中C、H元素物质的量之比是1∶3，与含氧多少无关，故选项A、C、D均有可能，B选项符合题意。
二、有机物分子式的确定
5．某气态有机物X含C、H、O三种元素，已知下列条件，现欲确定X的分子式，所需的最少条件是( )
①X中含碳质量分数 ②X中含氢质量分数 ③X在标准状况下的体积 ④质谱确定X的相对分子质量 ⑤X的质量
A．①② B．①②④ C．①②⑤ D．③④⑤
答案 B
解析 由C、H的质量分数可推出O的质量分数，由各元素的质量分数可确定X的实验式，由相对分子质量和实验式可确定X的分子式。
6．某化合物由碳氢两种元素组成，其中含碳的质量分数为85.7%，在标准状况下，11.2 L此气态化合物的质量为14 g，则该化合物的分子式为( )
A．C2H4 B．C2H6 C．C3H6 D．C4H8
答案 A
解析 由已知条件可以求出该化合物的摩尔质量：
M＝＝28 g·mol－1，
由含碳量及含氢量可知：
N(C)＝≈2，
N(H)＝≈4，
所以分子式为C2H4。
7．若1 mol某气态烃CxHy完全燃烧，需消耗3 mol O2，则( )
A．x＝2，y＝2 B．x＝2，y＝4
C．x＝3，y＝6 D．x＝3，y＝8
答案 B
解析 由烃CxHy燃烧通式CxHy＋(x＋)O2xCO2＋H2O知，1 mol烃燃烧后需(x＋) mol O2，将各选项代入即可求得。
8．在20 ℃时将某气态烃与O2的混和气体装入密闭容器中，点燃爆炸后恢复至20 ℃，此时容器内压强为反应前压强的一半，经NaOH溶液吸收后，容器内几乎为真空，此烃的分子式为( )
A．CH4 B．C2H6 C．C3H8 D．C7H16
答案 C
解析 烃燃烧通式为
CxHy＋(x＋)O2xCO2＋H2O
由题意得
1＋x＋＝2x
即x＝1＋，因x、y均为整数
故有：x＝2 y＝4
x＝3 y＝8
x＝4 y＝12
所以符合条件的选项只有C。
[能力提升]
9．某有机化合物A的相对分子质量大于110，小于150。经分析得知，其中碳和氢的质量分数之和为52.24%，其余为氧。请回答：
(1)该化合物分子中含有几个氧原子，为什么？
(2)该化合物的相对分子质量是____________________________________________。
(3)该化合物的化学式(分子式)是______________。
(4)该化合物分子中最多含______个官能团。
答案 (1)含有4个氧原子；因为110＜A的相对分子质量＜150，氧在分子中的质量分数为1－52.24%＝47.76%
110×47.76%≈52.5 150×47.76%≈71.6
所以52.5＜分子中氧原子的相对质量之和＜71.6，又因为只有4个氧原子的相对质量之和为64，符合上述不等式，所以化合物A中含有4个氧原子。
(2)134 (3)C5H10O4 (4)1
解析 本题属计算型有机推断题，该题的切入点是A的相对分子质量大于110小于150，由C、H的质量分数之和推出O的质量分数从而求出分子式。本题主要考查学生计算推断能力，同时也考查了学生对有机物组成及官能团的推断能力。
A中O的质量分数为1－52.24%＝47.76%。若A的相对分子质量为150，其中O原子个数为＝4.477 5；若A的相对分子质量为110，其中O原子个数为＝3.283 5。实际O原子个数介于3.283 5和4.477 5之间，即O原子个数为4。
A的相对分子质量为≈134。其中C、H的相对原子质量之和为134－16×4＝70，可确定有机物A的分子式为C5H10O4。C5H10O4与5个C原子的饱和衍生物(可表示为C5H12On)比较可知，分子中最多含有1个。
10．某种有机物在气态时对H2的相对密度为30，充分燃烧3.0 g此有机物可得3.36 L二氧化碳(标准状况)和3.6 g水。此有机物能与金属钠反应。
(1)该有机物的分子式为______________________。
(2)该有机物的结构简式为____________________。
答案 (1)C3H8O
(2)CH3CH2CH2OH或
解析 根据题意可得：Mr＝30×2＝60。
有机物中各元素的质量为
m(C)＝×12 g·mol－1＝1.8 g，
m(H)＝×2×1 g·mol－1＝0.4 g，
m(O)＝3.0 g－1.8 g－0.4 g＝0.8 g。
则有机物分子中N(C)＝÷＝3，
N(H)＝÷＝8，
N(O)＝÷＝1。
故得分子式为C3H8O。正好符合饱和一元醇和醚的通式，由于该有机物能和钠反应，则该有机物属于醇类。综上所述，该有机物的结构简式为CH3CH2CH2OH或CHCH3OHCH3。
11．化合物H是一种香料，存在于金橘中，可用如下路线合成：
已知：R—CH===CH2RCH2CH2OH
请回答下列问题：
(1)11.2 L(标准状况)的气态烃A在氧气中充分燃烧可以产生88 g CO2和45 g H2O。
A的分子式是____________。
(2)B和C均为一氯代烃，它们的名称(系统命名)分别为_____________________。
(3)在催化剂存在下1 mol F与2 mol H2反应，生成3-苯基-1-丙醇。F的结构简式是______________。
(4)反应①的反应类型是______________；②的反应类型是______________。
答案 (1)C4H10
(2)2-甲基-1-氯丙烷、2-甲基-2-氯丙烷
(4)消去反应 酯化反应
解析 (1)88 g CO2为2 mol,45 g H2O为2.5 mol，标准状况下的烃11.2 L为0.5 mol，所以烃A中含碳原子数为4，H原子数为10，则化学式为C4H10。
(2)C4H10存在正丁烷和异丁烷两种，但从框图上看，A与Cl2光照取代时有两种产物，且在NaOH醇溶液作用下的产物只有一种，则只能是异丁烷。取代后的产物为2-甲基-1-氯丙烷和2-甲基-2-氯丙烷。
(3)F可以与Cu(OH)2反应，故应为醛基，与H2之间为1∶2 加成，则应含有碳碳双键。从生成的产物3-苯基-1-丙醇分析，F的结构简式为。
(4)反应①为卤代烃在醇溶液中的消去反应。
12．某含苯环的化合物A，其相对分子质量为104，碳的质量分数为92.3%。
(1)A的分子式为____________。
(2)A与溴的四氯化碳溶液反应的化学方程式为________________________，
反应类型是______________。
(3)已知： 。请写出A与稀、冷的KMnO4溶液在碱性条件下反应的化学方程式________________________________________________。
(4)一定条件下，A与氢气反应，得到的化合物中碳的质量分数为85.7%，写出此化合物的结构简式________________________________________________________________________。
(5)在一定条件下，由A聚合得到的高分子化合物的结构简式为_____________________。
答案 (1)C8H8
解析 (1)m(C)＝92.3%×104≈96，则m(H)＝8，此含量不可能含其他原子。则碳原子数为96÷12＝8，所以分子式为C8H8；
(2)该分子中含苯环，且分子能与溴的四氯化碳溶液反应，所以A应为苯乙烯，该反应为加成反应；
(3)分子中有碳碳双键，直接套用信息可得结果；
(4)加氢反应，若只加成碳碳双键，则含H 9.43%，若苯环也加氢，则含H 14.3%，后者符合题意。
(5)按碳碳双键的加聚反应写即可。
[拓展探究]
13．电炉加热时用纯氧氧化管内样品，根据产物的质量确定有机物的组成，下列装置是用燃烧法确定有机物分子式常用的装置。
(1)产生的氧气按从左到右的流向，所选装置各导管的连接顺序是_____________________。
(2)C装置中浓H2SO4的作用是__________。
(3)D装置中MnO2的作用是___________。
(4)燃烧管中CuO的作用是_____________。
(5)若准确称取0.90 g样品(只含C、H、O三种元素中的两种或三种)，经充分燃烧后，A管质量增加1.32 g，B管质量增加0.54 g，则该有机物的实验式为___________。
(6)要确立该有机物的分子式，还要知道_________。
答案 (1)g→f→e→h→i→c(或d)→d(或c)→a(或b)→b(或a) (2)吸收水分，得到干燥的氧气
(3)催化剂，加快O2的生成速率
(4)使有机物充分氧化生成CO2和H2O
(5)CH2O (6)该有机物的相对分子质量
解析 n(CO2)＝＝0.03 mol，
n(H2O)＝＝0.03 mol
m(O)＝0.90 g－m(C)－m(H)
＝0.90 g－0.03 mol×12 g·mol－1－0.03 mol×2×1 g·mol－1＝0.48 g，n(O)＝＝0.03 mol，故该有机物的实验式为CH2O。
第2节 有机化合物结构的测定
第1课时 有机化合物分子式的确定
[学习目标] 1.了解研究有机化合物的基本步骤。2.能进行确定有机化合物分子式的简单计算。
一、研究有机物的基本步骤
二、元素分析与相对分子质量的测定
1．有机化合物元素组成的测定方法及步骤
―→
2．相对分子质量的测定——质谱法
(1)质荷比：指分子离子、碎片离子的________________与其________的比值。
(2)原理
质谱图中________________________就是样品分子的相对分子质量。
三、有机物分子式的确定
1．最简式法
【例1】 实验测得某碳氢化合物A中，含碳80%、含氢20%，求该化合物的实验式。又测得该化合物的相对分子质量是30，求该化合物的分子式。
【例2】 2.3 g某有机物A完全燃烧后，生成0.1 mol CO2和2.7 g H2O，测得该化合物的蒸气与空气的相对密度是1.6，求该化合物的分子式。
2．燃烧通式法
【例3】 室温时，20 mL某气态烃与过量氧气混合，完全燃烧后的产物通过浓H2SO4，再恢复到室温，气体体积减少了50 mL，剩余气体再通过苛性钠溶液，体积又减少了40 mL。求该气态烃的分子式。
知识点1 无素分析与相对分子质量的测定
1．某化合物6.4 g在氧气中完全燃烧，只生成8.8 g CO2和7.2 g H2O。下列说法正确的是( )
A．该化合物仅含碳、氢两种元素
B．该化合物中碳、氢原子个数比为1∶8
C．无法确定该化合物是否含有氧元素
D．该化合物中一定含有氧元素
2．能够快速、微量、精确的测定相对分子质量的物理方法是( )
A．质谱法
B．红外光谱法
C．紫外光谱法
D．核磁共振氢谱法
知识点2 确定有机物的分子式
3．若1 mol某气态烃CxHy完全燃烧，需用3 mol O2，则( )
A．x＝2，y＝2 B．x＝2，y＝4
C．x＝3，y＝6 D．x＝3，y＝8
4．0.6 g某饱和一元醇A，与足量的金属钠反应，生成氢气112 mL(标准状况)。求该一元醇的分子式。
练基础落实
1．有机物的天然提取和人工合成往往得到的是混合物，假设给你一种这样的有机混合物让你研究，一般要采取的几个步骤是( )
A．分离、提纯→确定化学式→确定实验式→确定结构式
B．分离、提纯→确定实验式→确定化学式→确定结构式
C．分离、提纯→确定结构式→确定实验式→确定化学式
D．确定化学式→确定实验式→确定结构式→分离、提纯
2．某有机物在氧气中充分燃烧，生成的CO2和H2O的物质的量之比为1∶2，下列说法正确的是( )
A．分子中C、H、O个数之比为1∶2∶3
B．分子中的C、H个数之比为1∶4
C．分子中一定含有氧原子
D．此有机物的最简式为CH4
3．设H＋的质荷比为13，其有机物样品的质荷比如图所示(假设离子均带一个单位正电荷，信号强度与该离子的多少有关)，则该有机物可能是( )
A．甲醇 B．甲烷
C．丙烷 D．乙烯
4．1 mol CxHy(烃)完全燃烧需要5 mol O2，则x与y之和可能是( )
A．x＋y＝5 B．x＋y＝7
C．x＋y＝11 D．x＋y＝9
练方法技巧
商余法
5．某有机化合物仅由碳、氢、氧三种元素组成，其相对分子质量小于150，若已知其中氧的质量分数为50%，则分子中碳原子的个数最多为( )
A．4 B．5 C．6 D．7
烃的燃烧规律法
6．在20℃时，某气态烃与氧气混合，装入密闭容器中，点燃爆炸后，又恢复到20℃，此时容器内气体的压强为反应前的一半，经NaOH溶液吸收后，容器内几乎成真空，此烃的分子式可能是( )
A．CH4 B．C2H6
C．C3H8 D．C7H16
7．一定量有机物完全燃烧后，将燃烧产物通过足量的石灰水，过滤后得到白色沉淀10 g，但称量滤液时只减少2.9 g，则此有机物不可能是( )
A．C2H5OH B．C4H8O2
C．C2H6 D．C2H6O2
最简式法
8．某有机样品3.1 g完全燃烧，燃烧后的混合物通入过量的澄清石灰水，石灰水共增重7.1 g，经过滤得到10 g沉淀。该有机样品可能是( )
A．乙酸 B．乙醇
C．乙醛 D．甲醇和丙三醇的混合物
练综合拓展
9．一定量的乙醇在氧气不足的情况下燃烧，得到CO、CO2和水的总质量为27.6 g，其中水的质量为10.8 g，则CO的质量是( )
A．1.4 g B．2.2 g
C．4.4 g D．在2.2 g和4.4 g之间
10.某有机化合物A的相对分子质量(分子量)大于110，小于150。经分析得知，其中碳和氢的质量分数之和为52.24%，其余为氧。请回答：
(1)该化合物分子中含有________个氧原子？
(2)该化合物的相对分子质量(分子量)是
________________________________________________________________________。
(3)该化合物的化学式(分子式)是
________________________________________________________________________。
(4)该化合物分子中最多含________个官能团。
11．电炉加热时用纯氧气氧化管内样品，根据产物的质量确定有机物的组成，下列装置是用燃烧法确定有机物分子式常用的装置。
(1)产生的氧气按从左到右的流向，所选装置各导管的连接顺序是
________________________________________________________________________。
(2)C装置中浓H2SO4的作用是
________________________________________________________________________。
(3)D装置中MnO2的作用是
________________________________________________________________________。
(4)燃烧管中CuO的作用是
________________________________________________________________________。
(5)若准确称取0.90 g样品(只含C、H、O三种元素中的两种或三种)，经充分燃烧后，A
管质量增加1.32 g，B管质量增加0.54 g，则该有机物的最简式为
________________________________________________________________________。
(6)要确立该有机物的分子式，还要知道
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
第2节 有机化合物结构的测定
第1课时 有机化合物分子式的确定
知识清单
一、分离、提纯 实验式 分子式 结构式
二、1.例1.CO2 H2O N2 卤化银 100% 2.(1)相对分子质量 电荷 (2)最右边的分子离子峰
三、1.例1.(1)实验式是表示化合物分子中所含各元素的原子数目最简单整数比的式子，求化合物的实验式即是求该化合物分子中各元素原子的数目(N)之比。
N(C)∶N(H)＝∶＝1∶3
该化合物的实验式是CH3。
(2)设该化合物分子中含有n个CH3，则：
n＝＝＝2
该化合物的分子式是C2H6。
答：该碳氢化合物的实验式是CH3，分子式是C2H6。
例2.(1)求2.3 g该有机物中组成元素的质量：
C： C → CO2
12 44
m(C) 44 g·mol－1×0.1 mol
m(C)＝＝1.2 g
H： 2H → H2O
2 18
m(H) 2.7 g
m(H)＝＝0.3 g
m(C)＋m(H)＝1.2 g＋0.3 g＝1.5 g＜2.3 g
该有机物中C的质量与H的质量之和(1.5 g)小于该有机物的质量(2.3 g)，因此该有机物A中还含有O，其质量为：
m(O)＝m(A)－m(C)－m(H)＝2.3 g－1.5 g＝0.8 g
(2)Mr(A)＝d×Mr(空气)＝1.6×29≈46
(3)N(C)＝＝＝2
N(H)＝＝＝6
N(O)＝＝＝1
答：该有机物的分子式是C2H6O。
2．例3 燃烧产物通过浓H2SO4时，水蒸气被吸收，再通过苛性钠溶液时，CO2气体被吸收，故CO2的体积为40 mL。根据体积减少可用体积差量法计算。设烃的分子式为CxHy，则燃烧的化学方程式为
CxHy＋(x＋)O2xCO2＋H2O ΔV
1 x＋ x 1＋
20 mL 40 mL 50 mL
列比例式：1∶x＝20∶40，得x＝2，
1∶(1＋)＝20∶50，得y＝6。
所以该气态烃的分子式为C2H6。
答：该气态烃的分子式为C2H6。
对点训练
1．D [由题可知生成的CO2为0.2 mol，H2O为0.4 mol，其中碳和氢原子的质量之和为0.2 mol×12 g·mol－1＋0.4 mol×2×1 g·mol－1＝3.2 g＜6.4 g，故该化合物一定含有氧元素。]
2．A
3．B [根据CxHy燃烧的化学反应方程式：
CxHy＋(x＋)O2xCO2＋H2O
1 mol某气态烃CxHy完全燃烧耗O2的量为(x＋y/4)，代入选项，得B项耗O2为3 mol。]
4．该一元醇的分子式是C3H8O。
解析 饱和一元醇的通式为CnH2n＋1OH，该一元醇的摩尔质量为M(A)。
2CnH2n＋1OH＋2Na―→2CnH2n＋1ONa＋H2↑
2 mol×M(A) 22.4 L
0．6 g 0.112 L
M(A)＝＝60 g/mol
该一元醇的相对分子质量是60。
根据该一元醇的通式，有下列等式：
12n＋2n＋1＋16＋1＝60，n＝3。
课后作业
1．B [分离提纯后的有机物经过纯度鉴定后，再用元素组成的分析确定实验式，相对分子质量的测定确定分子式，波谱分析确定结构式。]
2．B [由生成的CO2和H2O的物质的量之比为1∶2只能得知分子中C、H个数之比为1∶4，不能确定有无氧元素。]
3．B [从图中可看出其最右边峰质荷比为16，其相对分子质量为16，为甲烷。]
4．C
5．B [因为150×50%＝75,75/16≈4.69，故氧原子最多为4个，其相对分子质量最大为128，然后依据商余法：64/12＝5.....4，故碳原子数最多为5个。]
6．C [根据烃的燃烧规律知，生成CO2的体积占参加反应的烃与氧气体积和的一半，即：x＝1＋y/4，代入计算，知C、D项符合，但是常温下D项中物质的液态，不符合题意。]
7．B [n(CO2)＝n(CaCO3)＝＝0.1 mol，则通入石灰水中的CO2的质量应是4.4 g，而产生的CaCO3的质量是10 g，若无其他物质进入，则石灰水质量应减少5.6 g，题目中只减少2.9 g，故A燃烧时应同时生成2.7 g水，有机物中所含H元素的物质的量为n(H)＝×2＝0.3 mol，所以此有机物中C、H元素物质的量之比是1∶3与含氧多少无关，故选项A、C、D均有可能，B选项符合题意。]
8．D [有机样品完全燃烧后的产物只有二氧化碳和水，所以通过石灰水后，石灰水里增重的重量就是水和二氧化碳的质量，由沉淀有10 g可以通过二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙的反应方程式得出二氧化碳有0.1 mol，可以算出二氧化碳有4.4 g，从而算出水有2.7 g，现在可以用有机物碳元素守恒和氢元素守恒算出碳有0.1 mol，氢有0.3 mol，从而由有机物剩下的质量算出氧元素有0.1 mol，所以有机物的最简式为CH3O，甲醇和丙三醇如果一比一混合符合这个最简式。]
9．A [由燃烧得水10.8 g可知：(1)CO＋CO2的总质量为27.6 g－10.8 g＝16.8 g。
(2)生成的水是10.8 g,10.8 g/18 g·mol－1＝0.6 mol，因此燃烧的醇应是0.6 mol×1/3＝0.2 mol，应得CO和CO2的总物质的量是0.2 mol×2＝0.4 mol，其平均相对分子质量是16.8 g/0.4 mol＝42 g·mol－1，继而求得CO的物质的量为0.05 mol，质量为1.4 g。]
10．(1)4 (2)134 (3)C5H10O4 (4)1
解析 (1)设其中氧原子数为N，依据题意：
〔110×(1－52.24%)〕/16＜N(O)＜〔150×(1－52.24%)〕/16
则3.3＜N(O)＜4.5 又原子数目为整数，所以，该化合物分子中含有4个氧原子；
(2)Mr(A)＝16×4/(1－52.24%)≈134
(3)设分子式为CnHmO4，Mr(A)＝134用烃的部分除以14，(134－16×4)/14＝5，为CnH2n易得其分子式为C5H10O4。
(4)不考虑氧原子，饱和状态时为C5H12，而实际分子式比饱和状态时少了两个氢原子，说明只能形成一个不饱和键。在所给官能团中，恰好有一个碳氧双键，所以该化合物分子中最多含有一个官能团。
11．(1)g→f→e→h→i→c(或d)→d(或c)→a(或b)→b(或a) (2)吸收水分，得到干燥的氧气
(3)催化剂，加快O2的生成速率
(4)使有机物充分氧化生成CO2和H2O
(5)CH2O (6)有机物的相对分子质量
解析 n(CO2)＝＝0.03 mol，
n(H2O)＝＝0.03 mol
m(O)＝0.90 g－m(C)－m(H)
＝0.90 g－0.03 mol×12 g·mol－1－0.03×2×1 g·mol－1＝0.48 g，n(O)＝＝0.03 mol，故实验式为CH2O。
课件24张PPT。第3章 有机合成及其应用 合成高分子化合物第2节 有机化合物结构的测定 第1课时 有机化合物分子式的确定 探究点一 有机化合物组成元素的确定 探究点二 有机物分子式的确定通过对典型实例的分析，初步学会测定有机化合物元素含量、相对分子质量的
一般方法，并能据其确定有机化合物的分子式。 学习重难点：有机化合物的分子式的确定。58 64 88 C10H22C9H18OC4H10OC3H6O2哪些元素 质量分数 实验式 C、H、O、N、X CO2 H2O 有机化合物组成元素的确定(3)判断是否含氧元素，可先求出产物CO2和H2O中 两元素的质量和，再与有机物的质量比较，若两者相等，则说明原有机物中 ，否则有机物中 。1．鉴定有机物中含有哪些元素(定性分析)(1)将某有机物在O2中充分燃烧后，各元素对应的燃烧产物：SO2→CCO2H→H2ONN2S(2)若将有机物完全燃烧，生成物只有H2O(使无水CuSO4变蓝)和CO2(使澄清石灰水变浑浊)，则该有机物中一定含有的元素是 ，可能含有的元素是 。C、HOC、H不含氧元素含氧元素→→2．确定有机物中各元素的质量分数(定量分析)③二者中各元素的质量分数相等，可能不同的是原子个数。(1)有机物中元素定量分析原理(李比希法)①将仅含C、H、O元素的有机物置于氧气流中燃烧，然后分别用无水CaCl2和KOH浓溶液吸收生成的水和二氧化碳；②根据吸收前后吸收剂的质量变化即可算出反应生成的水和二氧化碳的质量，从而确定有机物中氢元素和碳元素的质量，剩余则为氧元素的质量；③最后计算确定有机物分子中各元素的质量分数。(2)实验式(最简式)和分子式的区别①实验式表示化合物分子中所含元素的原子数目最简单整数比的式子；②分子式表示化合物分子所含元素的原子种类及数目的式子；归纳总结有机化合物元素组成的测定方法及步骤D 验证某有机物属于烃需证明该有机物只含有C、H两种元素，选项D所述能满足该要求。D 有机物分子式的确定(4)质谱法可以测定有机物的相对分子质量，在质谱图中，最大的质荷比就是有机物的相对分子质量。1．有机物相对分子质量的确定方法(1)根据标准状况下气体的密度ρ，计算该气体的相对分子质量M＝22.4 ρ(限于标准状况下)。(2)依据气体的相对密度D，计算气体的相对分子质量Mr(A) ＝D·Mr(B)。(3)A、B两种气体组成的混合气体中，它们的体积分数分别为w(A)、w(B)，该混合气体的平均相对分子质量Mr＝Mr(A)·w(A)＋Mr(B)·w(B)。(1)实验测得某碳氢化合物A中，含碳80%，含氢20%，求该化合物的实验式________。又测得该化合物的相对分子质量是30，求该化合物的分子式________。2．有机物分子式的确定方法方法一： 解析 方法二： C2H6CH3(2)燃烧某有机物A 1.50 g，生成1.12 L(标准状况)CO2和0.05 mol H2O。该有机物的蒸气对空气的相对密度是1.04，求该有机物的分子式________。CH2O (3)某有机化合物仅由碳、氢、氧三种元素组成，经测定其相对分子质量为90。取该有机物样品1.8 g，在纯氧中完全燃烧，将产物先后通过浓硫酸和碱石灰，两者分别增重1.08 g和2.64 g。试求该有机物的分子式__________。C3H6O3归纳总结有机物分子式的确定方法： 根据有机物的燃烧通式及消耗O2的量(或生成产物的量)计算确定出有机物的分子式。(1)实验方法先根据有机物各元素的质量分数求出分子组成中各元素的原子个数比(实验式)。再根据有机物的摩尔质量(相对分子质量)，求出有机物的分子式。(2)直接法根据有机物各元素的质量分数和有机物的摩尔质量(相对分子质量)直接求出1 mol有机物中各元素原子的物质的量。(3)方程式法CH3CH2CH2OH或 C3H8O有机物分子式确定的基本思路12345B 12345B根据生成等物质的量的H2O和CO2，只能推断出分子中C、H个数比为1∶2，不能确定是否含有氧原子，也不能推断其相对分子质量。12345C 12345相同状况下，相同体积烃蒸气物质的量相同，完全燃烧生成CO2体积之比为1∶2，生成水体积之比为2∶3，可设这两种烃的分子式分别为CnH2m、C2nH3m，所以满足通式的组合可能有CH4和C2H6，C2H4和C4H6，C3H8和C6H12。C6H12CH4C2H6C2H4C4H6C3H81234512345本讲内容结束
请完成课时作业第2课时 有机化合物结构式的确定
[学习目标定位] 1.能利用官能团的化学检验方法鉴定单官能团化合物分子中是否存在碳碳双键、碳碳叁键、卤素原子、醇羟基、酚羟基、醛基、羧基等，初步了解测定有机物结构的现代方法。2.能根据有机化合物官能团的定性鉴定结果及相关图谱提供的分析结果判断和确定某种有机化合物样品的组成和结构。
1．常见官能团的化学检验方法
官能团种类
试剂
判断依据
碳碳双键或
碳碳叁键
溴的四氯化碳溶液
红棕色褪去
酸性KMnO4溶液
紫色褪去
卤素原子
NaOH水溶液、稀HNO3
和AgNO3溶液
有沉淀产生
醇羟基
钠
有氢气放出
酚羟基
FeCl3溶液
显紫色
溴水
有白色沉淀生成
醛基
银氨溶液
有银镜产生
新制Cu(OH)2悬浊液
有砖红色沉淀产生羧基
NaHCO3溶液
有CO2气体放出
2.有机化合物的结构测定广泛应用于有机合成、分子生物学、医药学以及石油化工、环境科学、材料科学和国防科学等领域。根据所学知识，回答下列问题：
(1)分子式为C4H6的烃分子中可能含有的碳碳键类型是。
(2)分子式为C3H6O的有机物可能的结构简式是
CH2===CH—CH2OH等。
(3)由分子式确定有机物的结构，一是要判断分子中的碳链结构和碳键类型，二是要确定官能团的种类及所处的位置。
探究点一 不饱和度的计算
1．不饱和度又名“缺氢指数”。是反映有机物分子不饱和程度的量化标志，可以为测定分子结构提供分子中是否含有双键、叁键或碳环等不饱和结构单元的信息。
(1)不饱和度的计算公式
不饱和度＝n(C)＋1－
式中n(C)表示碳原子数目，n(H)表示氢原子数目，有机物中所含氧原子数与不饱和度无关，若含N原子则用氢原子数减去氮原子数，若含X原子，则将其视为氢原子进行计算。
(2)烷烃分子饱和程度最大，规定其不饱和度为0，而其他有机物，如烃可以这样推算：烃分子中每增加一个碳碳双键或一个环，氢原子数就减少2个，其不饱和度就增加1；每增加一个碳碳叁键，氢原子数就减少4个，其不饱和度就增加2。
2．试计算下列化学式所表示的有机化合物的不饱和度，并分析可能存在的结构单元。
(1)C2H4___________________________________________________________________；
(2)C3H5Cl________________________________________________________________；
(3)C7H14O2________________________________________________________________。
答案 (1)不饱和度为1，分子中含有一个碳碳双键
(2)不饱和度为1，分子中含有一个碳碳双键或一个碳环
(3)不饱和度为1，分子中可能含有一个羧基或一个酯基，也可能含有一个碳碳双键，氧原子形成的是醇羟基或醚键
解析 根据不饱和度的计算公式：分子的不饱和度＝n(C)＋1－，卤素原子当成氢原子看待，氧原子不予考虑，有氮原子时，在氢原子数中减去氮原子数即可。
(1)不饱和度为1，分子中含有一个碳碳双键。
(2)不饱和度为1，分子中含有一个碳碳双键或一个碳环。
(3)不饱和度为1，分子中可能含有一个羧基或一个酯基，也可能含有一个碳碳双键，氧原子形成的是醇羟基或醚键。
[归纳总结]
几种官能团的不饱和度：
化学键
不饱和度
化学键
不饱和度
一个碳碳双键
1
一个碳碳叁键
2
一个羰基
1
一个苯环
4
一个脂环
1
一个氰基
2
[活学活用]
1．某链烃的化学式为C200H202，已知该分子中叁键数与双键数之比为2∶1，则其双键数目为( )
A．50 B．40 C．30 D．20
答案 D
解析 可利用链烃的不饱和度等于叁键和双键的不饱和度之和来计算，设双键数目为x，则叁键数目为2x，依不饱和度计算公式有：200＋1－＝1×x＋2×2x
解得x＝20。
2．某驱虫药的结构简式为
则它的分子式为________，它所含的官能团有________________________________________。
答案 C14H16O3 酯基、羰基(或酮羰基)、碳碳双键
解析 本题求分子式的常规解法是逐一数出各种原子的个数，再写出分子式，既麻烦又易出错，若用不饱和度公式求解，则只需先数出氢原子以外的其他原子数，再数出不饱和度，进而求出氢原子数即可。
其具体做法：先数出有机物含有的C、O原子数，可设有机物的分子式为C14HxO2，而该有机物的不饱和度为7(含4个双键和3个碳环)，其氢原子数＝2n(C)＋2－2×不饱和度＝2×14＋2－2×7＝16，故所得分子式为C14H16O3。
探究点二 有机物官能团的确定
1．根据题给条件，确定有机物的结构
(1)烃A分子式为C3H6且能使溴的四氯化碳溶液褪色，其结构简式为CH3—CH===CH2。
(2)实验测得某醇1 mol与足量钠反应可得1 mol气体，该醇分子中含羟基的个数是2。
(3)烃B的分子式为C8H18，其一氯代烃只有一种，其结构简式是
(4)化学式为C2H8N2的有机物经实验测定知，其分子中有一个氮原子不与氢原子相连，则确定其结构简式为
2．阅读下列材料，回答问题：
红外光谱(infrared spectroscopy)中不同频率的吸收峰反映的是有机物分子中不同的化学键或官能团的吸收频率，因此从红外光谱可以获得有机物分子中含有何种化学键或官能团的信息。
核磁共振氢谱(nuclear magnetic resonance spectra)中有多少个峰，有机物分子中就有多少种处于不同化学环境中的氢原子；峰的面积比就是对应的处于不同化学环境的氢原子的数目比。
(1)红外光谱在确定有机物分子结构中的作用是推知有机物分子含有的化学键和官能团。
(2)核磁共振氢谱在确定有机物分子结构中的作用是推知有机物分子中氢原子的个数及在碳骨架上的位置。
(3)分析乙醇和甲醚的核磁共振氢谱，填写下表：
乙醇
甲醚
核磁共振氢谱
结论
氢原子类型＝吸收峰数目＝3，
不同氢原子的个数之比＝不同吸收峰的面积之比＝2∶1∶3
氢原子类型＝吸收峰数目＝1，
只有一种类型的氢原子
[归纳总结]
有机物分子结构的确定方法
(1)物理方法
①红外光谱法：初步判断有机物中含有的官能团或化学键。
②核磁共振氢谱：测定有机物分子中氢原子的类型和数目。
氢原子的类型＝吸收峰数目
不同氢原子个数比＝不同吸收峰面积比
(2)化学方法
①根据价键规律，某些有机物只存在一种结构，可直接由分子式确定结构。
②官能团的特征反应→定性实验→确定有机物中可能存在的官能团。
③通过定量实验，确定有机物中的官能团及其数目。
[活学活用]
3．下列化合物分子，在核磁共振氢谱图中能给出三种信号峰的是( )
答案 C
解析 有机物中含有几种不同类型的氢原子，在核磁共振氢谱上就能出现几种信号峰，现题给有机物在核磁共振氢谱图中有三种信号峰，这表明有机物分子中含有三种不同类型的氢原子。
4．某有机物X由C、H、O三种元素组成，它的红外吸收光谱表明有羟基O—H键、C—O键的烃基上C—H键的红外吸收峰。X的核磁共振氢谱有四个峰，峰面积之比是4∶1∶1∶2(其中羟基氢原子数为3)，X的相对分子质量为92，试写出X的结构简式___________。
答案
解析 由红外吸收光谱判断X应属于含有羟基的化合物。由核磁共振氢谱判断X分子中有四种不同类型的氢原子，若羟基氢原子数为3(两种类型氢原子)，则烃基氢原子数为5且有两种类型。由相对分子质量减去已知原子的相对原子质量就可求出碳原子的个数：＝3。故分子式为C3H8O3。羟基氢原子有两种类型，判断三个羟基应分别连在三个碳原子上，推知结构简式为。
有机物结构的确定方法思路
1．鲨鱼是世界上惟一不患癌症的动物，科学研究表明，鲨鱼体内含有一种角鲨烯，具有抗癌性。已知角鲨烯分子中含有30个碳原子，其中有6个碳碳双键且不含环状结构，则其分子式为( )
A．C30H60 B．C30H56 C．C30H52 D．C30H50
答案 D
解析 由题意，角鲨烯分子不饱和度为6，分子中的氢原子数应该比C30H62少12个。
2．科学家最近在－100 ℃的低温下合成了一种烃X，红外光谱和核磁共振氢谱表明其分子中的氢原子所处的化学环境没有区别，根据分析，绘制了该分子的球棍模型如图所示。下列说法中不正确的是( )
A．该分子的分子式为C5H4
B．该分子中碳原子的化学环境有2种
C．该分子中的氢原子分布在两个相互垂直的平面上
答案 D
解析 由题图所示可知该烃的分子式为C5H4，碳原子化学环境有2种(中间和上下碳原子不同)，碳原子所成化学键数目(以单键算)为4，但上下碳原子只和3个原子相连，所以碳和碳中间应该有双键。
3．某含碳、氢、氧三种元素的有机物X质谱图如图所示。经燃烧分析实验测定其碳的质量分数是64.86%，氢的质量分数是13.51%，该有机物的分子式是________。
答案 C4H10O
解析 常用实验式和相对分子质量来确定有机物的分子式。本题可以根据题目中所给各元素的质量分数求出该有机物的实验式，再分析该有机物的质谱图找出相对分子质量，进而求出分子式。
由题意可知，氧的质量分数为1－64.86%－13.51%＝21.63%。
各元素原子个数比：N(C)∶N(H)∶N(O)＝∶∶≈4∶10∶1。
故该有机物的实验式为C4H10O，实验式的相对分子质量为74。观察该有机物的质谱图，质荷比最大的数值为74，即其相对分子质量为74，所以该有机物的分子式为C4H10O。
4．质子核磁共振谱(PMR)是研究有机化合物结构的有力手段之一，在所研究化合物的分子中，每一结构中的等效氢原子，在PMR谱中都给出了相应的峰(信号)，谱中峰的强度与结构中的氢原子数成正比。化学式为C3H6O2的二元混合物，如果在PMR谱上观察氢原子给出的峰有两种情况：第一种情况峰的给出强度为3∶3；第二种情况峰的给出强度为3∶2∶1。由此可推断混合物的组成可能是(写结构简式)____________________。
答案 CH3COOCH3 CH3CH2COOH
解析 C3H6O2当峰强度为3∶3时，我们可以知道有两种类型的氢，而且两种类型的氢的数目相等，因此该物质是CH3COOCH3。第二种情况峰强度为3∶2∶1，可知共有三种类型的氢，氢的个数比为3∶2∶1，由此我们写出了CH3CH2COOH的化学式。
5．为测定某有机物A的结构，设计了如下实验：①将2.3 g该有机物完全燃烧，生成了0.1 mol CO2和2.7 g H2O；②用质谱仪实验得质谱图；③用核磁共振仪处理该化合物得核磁共振氢谱图，图中三个峰的面积比为1∶2∶3。试回答下列问题：
(1)有机物A的相对分子质量为__________。
(2)有机物A的实验式为____________。
(3)根据A的实验式________(填“能”或“不能”)确定A的分子式。
(4)A的分子式为________，结构简式为________。
答案 (1)46 (2)C2H6O (3)能
(4)C2H6O CH3CH2OH
解析 质谱图中最大质荷比即为有机物的相对分子质量，所以根据质谱图可知A的相对分子质量为46。2.3 g A完全燃烧生成0.1 mol CO2和2.7 g H2O，则可计算出A的分子式为(C2H6O)n，即A的实验式为C2H6O。由于H原子已经饱和，所以该实验式就是分子式。根据核磁共振氢谱图可知，A中有三种化学环境不同的H原子且数目之比为1∶2∶3，又因为A的通式符合饱和一元醇的通式，所以A的结构简式为CH3CH2OH。
[基础过关]
一、确定有机物的不饱和度
1．下列说法不正确的是( )
A．有机分子中插入O原子对不饱和度没有影响
B．有机分子中去掉H原子对不饱和度没有影响
C．用CH原子团代替有机分子中的N原子对有机分子的不饱和度没有影响
D．烷烃和饱和一元醇的不饱和度都为0
答案 B
2．有机物的不饱和度为( )
A．8 B．7 C．6 D．5
答案 C
解析 该有机化合物的分子式为C14H18，由计算公式： 不饱和度＝n(C)＋1—＝14＋1—＝6。
二、由化学特性确定有机物的结构
3．把1 mol饱和醇分成两等份，其中一份充分燃烧生成1.5 mol CO2，另一份与金属钠充分作用，在标准状况下生成11.2 L H2，该醇可能是( )
答案 B
解析 由生成的CO2的物质的量可推知醇分子中含三个碳原子，由生成的氢气的体积可推算出醇分子中含两个—OH。
4．化学式为C4H8O3的有机物，在浓硫酸存在并加热时，有如下性质：①能分别与CH3CH2OH和CH3COOH反应；②脱水生成能使溴水褪色的物质，该物质只存在一种结构简式；③能生成一种分子式为C4H6O2的五元环状化合物。则C4H8O3的结构简式为( )
A．HOCH2COOCH2CH3
B．CH3CH(OH)CH2COOH
C．HOCH2CH2CH2COOH
D．CH3CH2CH(OH)COOH
答案 C
解析 ①说明其分子中含有羧基和羟基两种官能团，可排除A选项；根据②可排除B选项，因为B脱水生成的能使溴水褪色的物质存在两种结构简式；根据③可知选项C正确，排除选项D，因为D不能生成分子式为C4H6O2的五元环状化合物。
5．标准状况下1 mol某烃完全燃烧时，生成89.6 L CO2，又知 0.1 mol此烃能与标准状况下4.48 L H2加成，则此烃的结构简式是( )
A．CH3CH2CH2CH3
B．CH3—C≡C—CH3
C．CH3CH2CH===CH2
D．CH2===CH—CH===CH—CH3
答案 B
解析 由题意知：n(CO2)＝＝4 mol，该烃含4个碳原子；由0.1 mol该烃可与0.2 mol H2加成可知结构中有一个叁键或两个碳碳双键，可排除选项A、C，根据碳原子数排除D项。
6．燃烧0.1 mol某有机物得0.2 mol CO2和0.3 mol H2O，由此得出的结论不正确的是( )
A．该有机物分子的结构简式为CH3—CH3
B．该有机物中碳、氢元素原子数目之比为1∶3
C．该有机物分子中不可能含有
D．该有机物分子中可能含有氧原子
答案 A
解析 n(有机物)∶n(CO2)∶n(H2O)＝0.1 mol∶0.2 mol∶0.3 mol＝1∶2∶3，所以n(有机物)∶n(C)∶n(H)＝1∶2∶6，故该有机物的分子式为C2H6Ox。
三、由光谱分析确定有机物的结构
7．甲醚和乙醇是同分异构体，其鉴别可采用化学方法或物理方法，下列鉴别方法中不能对二者进行鉴别的是( )
A．利用金属钠或者金属钾
B．利用质谱法
C．利用红外光谱法
D．利用核磁共振氢谱
答案 B
解析 质谱法是用于测定相对分子质量的。
8．某化合物由碳、氢、氧三种元素组成，其红外光谱图中有C—H键、O—H键、C—O键的振动吸收，该有机物的相对分子质量是74，则该有机物的结构简式是( )
A．CH3CH2OCH3 B．CH3CH(OH)CH3
C．CH3CH2CH2CH2OH D．CH3CH2CHO
答案 C
解析 A项中无O—H键，故错误；B的相对分子质量为60，故错误；D选项中无C—O键，故错误。
9．下列有机物分子在核磁共振氢谱中只给出一种信号的是( )
A．HCHO B．CH3OH
C．HCOOH D．CH3COOCH3
答案 A
10．在核磁共振氢谱中出现两组峰，其氢原子数之比为3∶2的化合物为( )
答案 D
解析 因为在核磁共振氢谱中出现两组峰，说明该有机物分子中处在不同化学环境中的氢原子有两种，且根据题意这两种氢原子个数之比为3∶2，分析四个选项：A项中处在不同化学环境中的氢原子有2种，其个数比为6∶2，不合题意；B项如图所示：，氢原子有3种，其个数比为3∶1∶1，不合题意；C项如图所示：，氢原子有3种，其个数比为6∶2∶8，不合题意；D项如图所示：，氢原子有2种，其个数比为3∶2，符合题意。
[能力提升]
11．合成分子量在2 000～5 000范围内具有确定结构的有机物是一个新的研究领域，1993年报道合成了两种烃A和B，A的化学式为C1 134H1 146，A分子中只含有三种结构单元：① (不饱和度为4)、②—C≡C—(不饱和度为2)、③(CH3)3C—。
(1)在烃A的分子中含有的上述结构单元数目分别为①______、②______、③______。
(2)若另一种烃B的分子式为C1 398H1 278，则该烃的不饱和度为________；若B的结构与A相似，只是B分子中多了一些结构为的结构单元，则B的分子中多了______个这样的结构单元。
答案 (1)94 93 96 (2)760 33
解析 (1)设在烃A中含①单元x个，②单元y个，③单元z个，依题意可得如下方程：
6x＋2y＋4z＝1 134(碳原子数守恒)
3x＋9z＝1 146(氢原子数守恒)
4x＋2y＝(不饱和度)
联立上述三个方程解得
x＝94，y＝93，z＝96。
(2)B(C1 398H1 278)的不饱和度Ω为
Ω＝＝760。
由于在每个单元中含有8个碳原子，4个氢原子，所以B比A多出的结构单元数为＝33
或＝33。
12．某有机物A(C4H6O5)广泛存在于许多水果内，尤以苹果、葡萄、西瓜、山楂内为多。该化合物具有如下性质：
①在25℃时，电离常数K1＝3.99×10－4 mol·L－1，K2＝5.5×10－6 mol·L－1；②A＋RCOOH(或ROH)有香味的产物；③1 mol A慢慢产生1.5 mol气体；④A在一定温度下的脱水产物(不是环状化合物)可和溴水发生加成反应。试完成下列问题：
(1)根据以上信息，对A的结构可作出的判断是___________________。
a．肯定有碳碳双键 b．有两个羧基
c．肯定有羟基 d．有—COOR官能团
(2)有机物A的结构简式(不含—CH3)为________________。
(3)A在一定温度下的脱水产物和溴水反应的化学方程式为_______________。
(4)写出含—CH3的A的同分异构体________________(写一种即可)。
答案 (1)bc
13．三聚氰胺最早被李比希于1834年合成，它有毒，不可用于食品加工或食品添加剂。经李比希法分析得知，三聚氰胺分子中，氮元素的含量高达66.67%，氢元素的质量分数为4.76%，其余为碳元素。它的相对分子质量大于100，但小于150。试回答下列问题：
(1)分子式中原子个数比N(C)∶N(H)∶N(N)＝__________________________。
(2)三聚氰胺分子中碳原子数为________，理由是_________________(写出计算式)。
(3)三聚氰胺的分子式为___________________________。
(4)若核磁共振氢谱显示只有1个吸收峰，红外光谱表征有1个由碳氮两种元素组成的六元杂环。则三聚氰胺的结构简式为______________________。
答案 (1)1∶2∶2 (2)3 ＜N(C)＜，即2.4＜N(C)＜3.6，又N(C)为正整数，所以N(C)＝3
(3)C3H6N6
解析 (1)N(C)∶N(H)∶N(N)＝∶∶＝1∶2∶2。
(2)＜N(C)＜，即2.4＜N(C)＜3.6，又N(C)为正整数，所以N(C)＝3。
(3)因为N(C)∶N(H)∶N(N)＝1∶2∶2，又N(C)＝3。所以，分子中N(C)、N(H)、N(N)分别为3、6、6。
(4)核磁共振氢谱显示只有1个吸收峰，说明是对称结构，这6个H原子的环境相同，又碳为四价元素，氮为三价元素，六元环中C、N各有3个原子交替出现。
[拓展探究]
14．对羟基苯甲酸丁酯(俗称尼泊金丁脂)可用作防腐剂，对酵母和霉菌有很强的抑制作用，工业上常用对羟基苯甲酸与丁醇在浓硫酸催化下进行酯化反应而制得。以下是某课题组开发的从廉价、易得的化工原料出发制备对羟基苯甲酸丁酯的合成路线：
已知以下信息：
①通常在同一个碳原子上连有两个羟基不稳定，易脱水形成羰基；
②D可与银氨溶液反应生成银镜；
③F的核磁共振氢谱表明其有两种不同化学环境的氢，且峰面积比为1∶1。
回答下列问题：
(1)A的化学名称为__________；
(2)由B生成C的化学反应方程式为____________________________________________，
该反应的类型为____________；
(3)D的结构简式为_______________________；
(4)F的分子式为____________；
(5)G的结构简式为________________；
(6)E的同分异构体中含有苯环且能发生银镜反应的共有________种，其中核磁共振氢谱有三种不同化学环境的氢，且峰面积比为2∶2∶1的是____________(写结构简式)。
答案 (1)甲苯
解析 (1)由题意知A为甲苯，根据反应的条件和流程分别确定B、C、D、E、F、G的结构。
(2)由光照条件知B生成C的反应为甲基的取代反应。
(3)由信息①知发生取代反应，
然后失水生成。
(4)E为，在碱性条件下反应生成。
(5)F在酸性条件下反应生成对羟基苯甲酸。
(6)限定条件的同分异构体的书写：①有醛基；②有苯环；③注意苯环的邻、间、对位置。
第2课时 有机化合物结构式的确定
[学习目标] 1.能根据官能团的特殊性质确定官能团的存在。2.了解现代手段测定有机物分子结构的方法。
一、有机化合物分子不饱和度的计算
1．什么是不饱和度？不饱和度的计算公式是什么？
不饱和度的概念：不饱和度又称缺氢指数。有机物分子中与碳原子数相等的开链烷烃相比较，每减少2个氢原子，则有机物的不饱和度增加1，用Ω表示。
不饱和度的计算公式：Ω＝n(C)＋1－。
2．常见几种官能团的不饱和度
有机物中含有卤素原子，可将卤素原子看成氢原子；若有机物中含有氧原子，可不予考虑。
化学键
不饱和度
化学键
不饱和度
一个碳碳双键
一个碳碳叁键
一个羰基
一个苯环
一个脂环
一个氰基
二、确定有机化合物的官能团
1．实验法
常见官能团的实验确定方法
官能团种类
试剂
判断依据
碳碳双键或碳碳叁键
溴的四氯化碳溶液
红棕色褪去
酸性KMnO4溶液
紫色褪去
卤素原子
浓HNO3和AgNO3的混合液
有沉淀生成
醇羟基
钠
有氢气生成
酚羟基
FeCl3溶液
紫色
浓溴水
有白色沉淀生成
醛基
银氨溶液
有银镜生成
新制Cu(OH)2悬浊液
有砖红色沉淀生成
羧基
NaHCO3溶液
有CO2气体放出
2.物理方法
(1)红外光谱法
①作用：初步判断某有机物中含有何种______或________。
②原理：不同的官能团或化学键________不同，在红外线光谱图中处于不同的位置。
(2)核磁共振氢谱法
①作用：测定有机物分子中氢原子的________和________。
②原理：处于不同化学环境中的氢原子在谱图上出现的________不同，而且吸收峰的面积与____________成正比。
③分析：吸收峰数目——氢原子种类，吸收峰面积比等于不同类型的氢原子数之比。
知识点1 有机物的不饱和度
1．下列说法不正确的是( )
A．有机分子中插入O原子对不饱和度没有影响
B．有机分子中去掉H原子对不饱和度没有影响
C．用CH原子团代替有机分子中的N原子对有机分子的不饱和度没有影响
D．烷烃和饱和一元醇的不饱和度都为0
2．有机物的不饱和度为( )
A．8 B．7
C．6 D．5
知识点2 官能团的确定
3．某化合物由碳、氢、氧三种元素组成，其红外光谱图只有C—H键、O—H键、C—O键的振动吸收，该有机物的相对分子质量是60，则该有机物的结构简式是( )
A．CH3CH2OCH3
B．CH3CH(OH)CH3
C．CH3CH(OH)COOH
D．CH3COOH
4．核磁共振氢谱是指有机物分子中的氢原子核所处的化学环境(即其附近的基团)不同，表现出的核磁性就不同，代表核磁性特征的峰在核磁共振图中坐标的位置(化学位移，符号为δ)也就不同。现有一物质的核磁共振氢谱如下图所示。则可能是下列物质中的( )
5．二甲醚和乙醇是同分异构体，其鉴别可采用化学方法及物理方法，下列鉴别方法中不能对二者进行鉴别的是( )
A．利用金属钠或金属钾
B．利用质谱法
C．利用红外光谱法
D．利用核磁共振氢谱法
6．柠檬醛是一种具有柠檬香味的有机化合物，广泛存在于香精油中，是食品工业中重要的调味品且可用于合成维生素A。
柠檬醛的分子式为C10H16O，用化学方法对其进行分析，结果如下：
(1)加入溴的四氯化碳溶液，溶液褪色。
(2)加入FeCl3溶液，未发生显色反应。
(3)能与银氨溶液反应。
由上述结果推断：柠檬醛分子中可能含有哪些官能团？
练基础落实
1．鲨鱼是世界上惟一不患癌症的动物，科学研究表明，鲨鱼体内含有一种角鲨烯，具有抗癌性。已知角鲨烯分子中含有30个碳原子，其中有6个碳碳双键且不含环状结构，则其分子式为( )
A．C30H60 B．C30H56 C．C30H52 D．C30H50
2．2002年诺贝尔化学奖表彰了两项成果，其中一项是瑞士科学家库尔特·维特里希发明的“利用核磁共振技术测定溶液中生物大分子三维结构的方法”。在化学上经常使用的是氢核磁共振谱，它是根据不同化学环境的氢原子在氢核磁共振谱中给出的信号不同来确定有机物分子中的不同的氢原子。下列有机物分子在核磁共振氢谱中只给出一种信号的是( )
A．HCHO B．CH3OH
C．HCOOH D．CH3COOCH3
3．通过核磁共振氢谱可以推知(CH3)2CHCH2CH2OH有多少种化学环境的氢原子( )
A．6 B．5 C．4 D．3
练方法技巧
对称法确定氢原子的类型
4．在核磁共振氢谱中出现两组峰，且其面积之比为3∶2的化合物是( )
5．下列化合物的核磁共振氢谱中出现三组峰的是( )
A．2,2,3,3-四甲基丁烷 B．2,3,4-三甲基戊烷
C．3,4-二甲基己烷 D．2,5-二甲基己烷
练综合拓展
6．1 mol某烃在氧气中充分燃烧，需要消耗氧气179.2 L(标准状况下)。它在光照的条件下与氯气反应能生成3种不同的一氯取代物。该烃的结构简式是( )
7.为测定某有机化合物A的结构，进行如下实验：
(一)分子式的确定：
(1)将有机物A置于氧气流中充分燃烧，实验测得：生成5.4 g H2O和8.8 g CO2，消耗氧气6.72 L(标准状况下)，则该物质中各元素的原子个数比是________。
(2)用质谱仪测定该有机化合物的相对分子质量，得到如图①所示质谱图，则其相对分子质量为__________，该物质的分子式是________。
(3)根据价键理论，预测A的可能结构并写出结构简式____________。
(二)结构式的确定：
(4)核磁共振氢谱能对有机物分子中不同化学环境的氢原子给出不同的峰值(信号)，根据峰值(信号)可以确定分子中氢原子的种类和数目。例如：甲基氯甲基醚(ClCH2OCH3)有两种氢原子如图②。经测定，有机物A的核磁共振氢谱示意图如图③，则A的结构简式为__________。
8．某烃A，相对分子质量为140，其中碳的质量分数为0.857。A分子中有两个碳原子不与氢直接相连。已知有机物中含有—COOH基团时具有酸性。A在一定条件下氧化只生成G，G能使石蕊试液变红。已知：
试写出：
(1)A的分子式__________________。
(2)化合物A和G的结构简式：A________、G________。
9．某有机物的蒸气密度是相同状况下甲烷密度的3.625倍。把1.16 g该有机物在氧气中充分燃烧，将生成的气体混合物通过足量碱石灰，碱石灰增重3.72 g，又知生成H2O和CO2的物质的量之比为1∶1，试求此有机物的分子式。红外光谱和核磁共振氢谱显示该分子中含有碳碳双键和羟基(结构不稳定)，试确定它的结构简式。
第2课时 有机化合物结构式的确定
知识清单
一、2.1 2 1 4 1 2
二、2.(1)①化学键 官能团 ②吸收频率 (2)①种类 数目 ②位置 氢原子数
对点训练
1．B
2．C [该有机化合物的分子式为C14H18，由计算公式： 不饱和度＝n(C)＋1－＝14＋1－＝6。]
3．B [由题意，该有机物分子中含有的官能团只有羟基，A项中没有羟基，C和D中还存在C===O键，均不符合要求。]
4．B [由核磁共振氢谱的定义可知，在氢谱图中从峰的个数即可推知有几种化学环境不同的氢原子，从上图中可知有4种化学环境不同的氢原子。分析选项可得A项是2种，B项是4种，C项是2种，D项是3种。]
5．B [二甲醚(CH3OCH3)和乙醇(CH3CH2OH)互为同分异构体，二者的相对分子质量相同，故在质谱图中分子离子吸引峰相同，故不能用质谱法区分二者。]
6．碳碳不饱和键和醛基。
解析 由(1)使溴的CCl4溶液褪色可知，该有机物可能含有CC或CC，由(2)加入FeCl3溶液未显紫色可推知其结构中无酚的结构，由(3)能与银氨溶液反应知其含有—CHO。
课后作业
1．D [由题意，角鲨烯分子不饱和度为6，分子中的氢原子数应该比C30H62少12个。]
2．A [HCHO分子中的两个氢原子完全相同，所以核磁共振氢谱中只有一种信号。]
3．B [连接在同一个碳原子上的两个甲基上的氢等效，故共有五类氢原子。]
4．D [A项中有两类氢原子，峰面积之比为3∶1；B项中有三类氢原子，峰面积之比为1∶1∶3；C项中有三类氢原子，峰面积之比为3∶1∶4；D项中，有两类氢原子，峰面积之比为3∶2，综上分析答案为D。]
5．D [2,2,3,3-四甲基丁烷的结构简式为CCH3CH3CH3CCH3CH3CH3，该分子中只有一类氢原子，核磁共振氢谱中出现一组峰；2,3,4-三甲基戊烷的结构简式为：，该分子中有四类氢原子，核磁共振氢谱中出现四组峰；3,4-二甲基己烷的结构简式为：，该分子中有四类氢原子，核磁共振氢谱中出现四组峰；2,5-二甲基己烷的结构简式为：，该分子中有三类氢原子，核磁共振氢谱中出现三组峰。]
6．B [按题设条件“能生成3种一氯取代物”的要求，挑选分子结构中有处于三种不同化学环境的H原子：
A．(C3)3C—C2C3 B．(C3C2)2C2
C．C3C2C (C3)2
1 mol此烃完全燃烧需8 mol氧气则其碳原子个数为5。]
7．(1)2∶6∶1 (2)46 C2H6O (3)CH3CH2OH CH3OCH3 (4)CH3CH2OH
解析 (1)据题意有：n(H2O)＝0.3 mol，则有n(H)＝0.6 mol，n(CO2)＝0.2 mol，则有n(C)＝0.2 mol，据氧原子守恒有n(O)＝n(H2O)＋2n(CO2)－2n(O2)＝0.3 mol＋2×0.2 mol－2×＝0.1 mol，则N(C)∶N(H)∶N(O)＝n(C)∶n(H)∶n(O)＝2∶6∶1。(2)据(1)可知该有机物的实验式为C2H6O，假设该有机物的分子式为(C2H6O)m，由质谱图知其相对分子质量为46，由46m＝46，即m＝1，故其分子式为C2H6O。(3)由A的分子式为C2H6O可知A为饱和化合物，可推测其结构为CH3CH2OH或CH3OCH3。(4)分析A的核磁共振氢谱图可知：A有三种不同类型的H原子，CH3OCH3只有一种类型的H原子，故A的结构简式为CH3CH2OH。
8．(1)C10H20
解析 (1)该烃分子中含有的碳原子数为140×≈10，含氢原子数为140－12×10＝20。则该烃的分子式为C10H20。
(2)根据A在一定条件下氧化只生成G一种物质，可知A分子中双键两边应为对称结构；据G能使石蕊试液变红，可知双键碳原子上一定含有氢原子，据A分子中有两个碳原子不与氢直接相连可得出：A的分子结构；G的分子结构为：
9．CH2===CH—CH2OH
解析 M(有机物)＝3.625×16＝58，n(有机物)＝＝0.02 mol
18 g·mol－1×n＋44 g·mol－1×n＝3.72 g，
n＝n(CO2)＝n(H2O)＝0.06 mol
n(C)＝1×n(CO2)＝0.06 mol，
m(C)＝0.06 mol×12 g·mol－1＝0.72 g
n(H)＝2×n(H2O)＝2×0.06 mol＝0.12 mol，m(H)＝0.12 mol×1 g·－1mol＝0.12 g
所以该有机物含氧：m(O)＝1.16 g－0.72 g－0.12 g＝0.32 g，n(O)＝＝0.02 mol
n(有机物)∶n(C)∶n(H)∶n(O)＝0.02 mol∶0.06 mol∶0.12 mol∶0.02 mol＝1∶3∶6∶1
所以有机物的分子式为C3H6O，依题意，其结构简式为CH2===CH—CH2OH。
课件24张PPT。第3章 有机合成及其应用 合成高分子化合物第2节 有机化合物结构的测定 第2课时 有机化合物结构式的确定 探究点一 不饱和度的计算 探究点二 有机物官能团的确定 1.能利用官能团的化学检验方法鉴定单官能团化合物分子中是否存在碳碳双键、
碳碳叁键、卤素原子、醇羟基、酚羟基、醛基、羧基等，初步了解测定有机物
结构的现代方法。
2.能根据有机化合物官能团的定性鉴定结果及相关图谱提供的分析结果判断和
确定某种有机化合物样品的组成和结构。 学习重难点：有机化合物结构的确定。1．常见官能团的化学检验方法2.有机化合物的结构测定广泛应用于有机合成、分子生物学、医药学以及石油化工、环境科学、材料科学和国防科学等领域。根据所学知识，回答下列问题：
(1)分子式为C4H6的烃分子中可能含有的碳碳键类型是(2)分子式为C3H6O的有机物可能的结构简式是一是要判断分子中的碳链结构和碳键类型，(3)由分子式确定有机物的结构二是要确定官能团的种类及所处的位置。不饱和度的计算 1．不饱和度又名“缺氢指数”。是反映有机物分子不饱和程度的量化标志，可以为测定分子结构提供分子中是否含有双键、叁键或碳环等不饱和结构单元的信息。(1)不饱和度的计算公式式中n(C)表示碳原子数目，n(H)表示氢原子数目，有机物中所含氧原子数与不饱和度无关，若含N原子则用氢原子数减去氮原子数，若含X原子，则将其视为氢原子进行计算。(2)烷烃分子饱和程度最大，规定其不饱和度为0，而其他有机物，如烃可以这样推算：烃分子中每增加一个碳碳双键或一个环，氢原子数就减少2个，其不饱和度就增加1；每增加一个碳碳叁键，氢原子数就减少4个，其不饱和度就增加2。不饱和度为1，分子中含有一个碳碳双键 不饱和度为1，分子中含有一个碳碳或一个酯基，也可能含有一个碳碳双键，氧原子形成的是醇羟基或醚键双键或一个碳环 不饱和度为1，分子中可能含有一个羧基归纳总结几种官能团的不饱和度：D C14H16O3 酯基、羰基(或酮羰基)、碳碳双键其具体做法：先数出有机物含有的C、O原子数，可设有机物的分子式为C14HxO2，而该有机物的不饱和度为7(含4个双键和3个碳环)，其氢原子数＝2n(C)＋2－2×不饱和度＝2×14＋2－2×7＝16，故所得分子式为C14H16O3。本题求分子式的常规解法是逐一数出各种原子的个数，再写出分子式，既麻烦又易出错，若用不饱和度公式求解，则只需先数出氢原子以外的其他原子数，再数出不饱和度，进而求出氢原子数即可。有机物官能团的确定 CH3—CH==CH22 红外光谱(infrared spectroscopy)中不同频率的吸收峰反映的是有机物分子中不同的化学键或官能团的吸收频率，因此从红外光谱可以获得有机物分子中含有何种化学键或官能团的信息。
核磁共振氢谱(nuclear magnetic resonance spectra)中有多少个峰，有机物分子中就有多少种处于不同化学环境中的氢原子；峰的面积比就是对应的处于不同化学环境的氢原子的数目比。2．阅读下列材料，回答问题：(1)红外光谱在确定有机物分子结构中的作用是_________________________
__________________。
(2)核磁共振氢谱在确定有机物分子结构中的作用是_____________________
___________________________________。推知有机物分子含有的化学推知有机物分子中氢键和官能团原子的个数及在碳骨架上的位置
归纳总结有机物分子结构的确定方法①根据价键规律，某些有机物只存在一种结构，可直接由分子式确定结构。(1)物理方法①红外光谱法：初步判断有机物中含有的官能团或化学键。②核磁共振氢谱：测定有机物分子中氢原子的类型和数目。氢原子的类型＝吸收峰数目不同氢原子个数比＝不同吸收峰面积比(2)化学方法③通过定量实验，确定有机物中的官能团及其数目。②官能团的特征反应→定性实验→确定有机物中可能存在的官能团有机物中含有几种不同类型的氢原子，在核磁共振氢谱上就能出现几种信号峰，现题给有机物在核磁共振氢谱图中有三种信号峰，这表明有机物分子中含有三种不同类型的氢原子。C 有机物结构的确定方法思路12345由题意，角鲨烯分子不饱和度为6，分子中的氢原子数应该比C30H62少12个。D 12345由题图所示可知该烃的分子式为C5H4，碳原子化学环境有2种(中间和上下碳原子不同)，碳原子所成化学键数目(以单键算)为4，但上下碳原子只和3个原子相连，所以碳和碳中间应该有双键。D 12345C4H10O 12345C3H6O2当峰强度为3∶3时，我们可以知道有两种类型的氢，而且两种类型的氢的数目相等，因此该物质是CH3COOCH3。第二种情况峰强度为3∶2∶1，可知共有三种类型的氢，氢的个数比为3∶2∶1，由此我们写出了CH3CH2COOH的化学式。CH3COOCH3 CH3CH2COOH12345质谱图中最大质荷比即为有机物的相对分子质量，所以根据质谱图可知A的相对分子质量为46。2.3 g A完全燃烧生成0.1 mol CO2和2.7 g H2O，则可计算出A的分子式为(C2H6O)n，即A的实验式为C2H6O。由于H原子已经饱和，所以该实验式就是分子式。根据核磁共振氢谱图可知，A中有三种化学环境不同的H原子且数目之比为1∶2∶3，又因为A的通式符合饱和一元醇的通式，所以A的结构简式为CH3CH2OH。CH3CH2OH46C2H6O能C2H6O本讲内容结束
请完成课时作业第3节 合成高分子化合物
第1课时 高分子化合物
[学习目标定位] 1.知道并会应用有关概念：单体、高聚物、聚合度、链节、加聚反应和缩取反应等。2.熟知加聚反应、缩聚反应的原理，会写相应的化学方程式，学会高聚物单体的判断。
1．乙烯的官能团是，乙烯能发生的有机反应类型有氧化反应、加成反应、加聚反应等。CH3—CH2—CH2OH能发生的有机反应类型有氧化反应、酯化反应、消去反应、取代反应等。CH3COOH能发生的有机反应类型有酯化反应、还原反应等。
2．高分子化合物的分类
(1)有机高分子化合物按其来源可分为天然高分子化合物(如淀粉、纤维素、蛋白质等)和合成高分子化合物(如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等)。
(2)按照高分子化合物分子链的连接形式可分为线型高分子、支链型高分子、体型高分子。
(3)按照高分子化合物受热时的行为可分为热塑性高分子、热固性高分子。
(4)按照高分子化合物的工艺性质及使用可分为塑料、橡胶、纤维、涂料、黏合剂与密封材料等。
3．有机高分子化合物与低分子化合物的区别与联系
(1)高分子化合物的相对分子质量一般高达几万到几百万，其数值为平均值；低分子化合物的相对分子质量常在1 000以下，有确定的数值。
(2)高分子化合物由若干个重复结构单元组成；低分子化合物为单一的分子结构。二者在物理、化学性质上有较大的差异。
(3)高分子化合物与低分子化合物的联系是有机高分子化合物是由小分子化合物为原料聚合生成。
探究点一 加成聚合反应
1．写出乙烯分子间相互反应生成聚乙烯的化学方程式
nCH2===CH2?CH2—CH2?
(1)单体通过加成的方式生成高分子化合物的反应叫加成聚合反应，简称加聚反应。
(2)能用来合成高分子化合物的小分子化合物称为单体；
高分子化合物中化学组成和结构均可重复的最小单位称为重复结构单元，又称链节；链节的数目n称为重复结构单元数或链节数。
(3)聚合物的平均相对分子质量等于链节的相对质量×n。
2．写出丙烯发生加聚反应的化学方程式，并注明高聚物的单体、链节、链节数。
3．写出下列物质发生加聚反应的化学方程式
4．写出下列加聚产物的单体
[归纳总结]
(1)加聚反应的特点
①单体必须是含有双键、叁键等不饱和键的化合物。例如，烯、二烯、炔、醛等含不饱和键的有机物。
②发生加聚反应的过程中没有副产物(小分子化合物)产生，只生成高聚物。
③聚合物链节的化学组成跟单体的化学组成相同，聚合物的相对分子质量为单体相对分子质量的整数倍。
(2)由单体推断加聚物(高分子化合物)的方法：将单体的不饱和键的碳链单独列一行，再把不饱和键按正确的方式打开，找到正确的链节，即可写出其化学式。
(3)由加聚产物确定单体的方法
①凡链节的主链只有两个碳原子(无其他原子)的聚合物，其合成单体必为一种，将两个半键闭合即可。
②凡链节主链有四个碳原子(无其他原子)，且链节无双键的聚合物，其单体必为两种，在正中央划线断开，然后两个半键闭合即可。
③凡链节主链中只有碳原子，并存在碳碳双键结构的聚合物，其规律是“有双键，四个碳；无双键，两个碳”划线断开，然后将半键闭合即单双键互换。
[活学活用]
1．某高分子化合物的部分结构如下：
下列说法不正确的是( )
A．聚合物的链节是—CHCl—CHCl—
B．聚合物的分子式是C3H3Cl3
C．合成该聚合物的单体是CHCl===CHCl
D．若n表示链节数，则其相对分子质量为97n
答案 B
解析 注意到碳碳单键可以旋转，则可判断上述聚合物重复的结构单元(即链节)为，该聚合物的结构简式为。合成它的单体是CHCl===CHCl，其分子式为(C2H2Cl2)n，相对分子质量为97n。
2．工程塑料具有优异的强度与耐热性，可作为工业用的结构材料，并具有功能作用结构的高性能塑料。ABS树脂(结构式如下)是常用的一种工程塑料，合成时用了3种单体，根据所学知识判断，这3种单体的结构简式分别为__________，__________，__________。
解析 根据高聚物分子的链节，采用箭头法解题，如下图所示，可确定ABS树脂的单体：
则可确定三种单体分别是CH2===CH—CN、
。
探究点二 缩合聚合反应
1．根据酯化反应的原理，写出己二酸与乙二醇反应，生成链状高分子化合物的化学方程式：
(1)由单体通过分子间的相互缩合而生成高分子化合物的聚合反应称为缩合聚合反应，简称缩聚反应。
(2)写缩聚反应的化学方程式，除单体的物质的量与缩聚物结构式的下角标要一致外，也要注意生成小分子的物质的量。由一种单体进行缩聚反应，生成小分子的物质的量应为n；由两种单体进行缩聚反应，生成小分子的物质的量应为2n。
2．写出下列缩聚反应的化学方程式
(1)羟基酸缩聚
(3)氨基酸缩聚
3．推断缩聚产物的单体
(1)若缩聚产物的链节含有或结构，其单体必为一种，在链节氧原子上或中—NH—上加氢原子，羰基碳上加羟基，得到相应的单体。如：
的单体是H2NCH2CH2COOH。
(2)当链节中含有酯基结构时，则其单体至少是两种，此时常用“切割法”，断开羰基与氧原子间的共价键或断开羰基与氮原子间的共价键，然后在羰基碳上连上羟基，在氧或氮原子上连上氢原子。如下图所示：
其单体是
[归纳总结]
(1)缩聚反应的特点
①缩聚反应的单体往往是具有双官能团(如—OH、—COOH、—NH2、—X)或多官能团及活泼氢原子等的小分子。
②缩聚反应生成聚合物的同时，还有小分子副产物(如H2O等)生成。
③所得聚合物链节的化学组成与单体的化学组成不同。
(2)由缩聚产物确定单体的方法
依据官能团的形成过程的连链逆向推出单体，把失去的小分子物质分拆后加在相应位置。其关键是找出酯基或肽键，然后将酯基或肽键断开恢复为—COOH、—OH或—NH2，即可找到单体。
[活学活用]
3．下面是一种线型高分子的一部分：
由此分析，这种高分子化合物的单体至少有________种，它们的结构简式分别为__________________________。
1．下列化合物不属于天然有机高分子化合物的是( )
A．淀粉 B．油脂 C．纤维素 D．蛋白质
答案 B
解析 油脂是小分子化合物。
2．下列内容叙述不正确的是( )
A．乙烯和聚乙烯性质不相同
B．聚乙烯是由—CH2—CH2—分子组成的化合物，加热至某一温度则可完全熔化
C．同质量的乙烯和聚乙烯完全燃烧后生成的CO2的质量相等
D．乙烯和聚乙烯的最简式相同
答案 B
解析 乙烯聚合得聚乙烯高分子化合物，二者性质不同；聚乙烯是混合物，没有固定的熔点。
3．下列物质中能发生加成、加聚和自身缩聚反应的是( )
A．CH3CH(OH)COOH
B．CH2===CHCH(OH)CH2COOH
C．CH2===CHCOOH
D．HOCH2CH===CHCH2CH3
答案 B
4．下列化合物中：
⑤HOOC(CH2)4COOH
(1)可发生加聚反应的化合物是________，加聚产物的结构简式为____________。
(2)同种分子间可发生缩聚反应生成酯基的化合物是_________________________，
缩聚产物的结构简式为__________。
(3)两种分子间可发生缩聚反应的化合物是____________和__________，缩聚物的结构简式为____________。
答案 (1)③
(2)① ?OCH2CH2CH2CO?
(3)② ⑤ ?OCH2CH2OOC(CH2)4CO?
解析 ③分子结构中含有碳碳双键，所以可发生加聚反应；①分子结构中含有两个不同的官能团—OH、—COOH，所以同一种单体间可发生缩聚反应；②⑤分子中均各含有两个相同的官能团羟基、羧基，所以两种分子之间可发生缩聚反应。
理解感悟 (1)只有分子中含有碳碳不饱和键才易发生加聚反应，碳氧双键不易发生加聚反应。
(2)④分子虽然也有羧基，但只有一个，不能和②发生缩聚反应，只可能发生酯化反应生成小分子化合物。
5．已知涤纶树脂的结构简式为，它是____________和____________(填单体的结构简式)通过________反应而制得的，反应的化学方程式为_______。
解析 从高聚物的结构片段分析，此高聚物属高聚酯，因而属于酯化型缩聚反应。联想酯化反应的特征即可推出酸和醇的结构片段、—OCH2CH2O—，再分别连接上—OH和—H即得到单体的结构简式。
[基础过关]
一、高分子化合物的有关概念
1．下列说法中正确的是( )
A．油脂是高级脂肪酸甘油三酯，其相对分子质量较大，所以是有机高分子化合物
B．聚乙烯是由乙烯经加聚反应合成的，所以聚乙烯和乙烯的化学性质相同
C．聚乙烯是由乙烯经加聚反应合成的，但是聚乙烯的基本结构和乙烯的结构不同
D．一块无色透明的塑料的成分是聚乙烯，所以是纯净物，有固定的相对分子质量
答案 C
解析 油脂的相对分子质量只有几百，而有机高分子化合物的相对分子质量一般高达104～106，所以，油脂不是有机高分子化合物。乙烯在发生加聚反应时，碳碳双键打开，所以聚乙烯中没有碳碳双键，而是单键，因此二者结构和化学性质都不相同。塑料的组成成分是聚乙烯，但是合成聚乙烯所用的乙烯分子的数目不同，链节数不同，所以塑料不是纯净物，而是混合物。
2．某高聚物的结构片断如下：，下列分析正确的是( )
A．它是缩聚反应的产物
B．其单体是CH2===CH2和HCOOCH3
C．其链节是CH3CH2COOCH3
D．其单体是CH2===CHCOOCH3
答案 D
解析 首先要明确由于主链上没有特征基团，如“—COOCH2—”和“—CONH—”等，因此该高聚物应是加聚产物。再根据加聚反应的特点去分析，若主链内只有C—C单键，每两个碳原子为一链节，取这个片段，将C—C单键变为，就找到合成这种高分子的单体，若主链内有，则以为中心取四个碳原子为一个片断，变为C—C单键，把原来与相邻的单键变为双键，即找到单体。主碳链只有C—C单键，因此其单体是CH2===CHCOOCH3。链节是该高聚物最小的重复单位，应为。
3．下列叙述中正确的是( )
A．单体的质量之和等于所生成的高分子化合物的质量
B．单体为一种物质时，则单体发生加聚反应
C．缩聚反应的单体至少有两种物质
D．淀粉和纤维素的聚合度不同，不互为同分异构体
答案 D
解析 若为加聚反应，单体的质量之和等于所生成高分子化合物的质量；若为缩聚反应，高分子化合物的质量小于单体的质量之和，所以A项错误；单体为一种物质时，单体可能发生加聚反应也可能发生缩聚反应，如乙烯通过加聚反应得到聚乙烯，乳酸()通过缩聚反应得到聚乳酸和水，所以B项错误；缩聚反应的单体可以为一种或多种物质，只要单体能同时提供两种相互发生反应的官能团即可，如聚乳酸的单体就只有乳酸一种，所以C项错误；淀粉和纤维素虽然分子式都为(C6H10O5)n，但链节数n不同，则分子式实际是不同的，不符合同分异构体的定义，所以彼此不互为同分异构体，D项正确。
二、有机合成反应类型的判断
4．分别用下列各组物质作为单体，在一定条件下，通过缩合聚合反应能合成高分子化合物的是( )
①乙烯、丙烯、苯乙烯 ②乙酸、乙二醇 ③1,6-己二酸，1,6-己二胺 ④对苯二甲酸、乙二醇 ⑤α-氨基乙酸，α-氨基丙酸 ⑥α-羟基丙酸
A．①③⑤⑥ B．①②③④
C．③④⑤⑥ D．①②③④⑤⑥
答案 C
解析 常见的缩聚反应主要有羟基和羧基的缩聚(包括二元羧酸和二元醇的缩聚、羟基酸的缩聚)、酚和醛的缩聚以及氨基和羧基的缩聚(包括二元羧酸和二元胺的缩聚、氨基酸的缩聚)等。根据缩聚反应的特点，单体必须含有两个或两个以上的官能团，③中含有—COOH和—NH2；④中含有—COOH和—OH；⑤中含有—COOH和—NH2；⑥中含有—COOH和—OH。
5．下列有机化合物，既能发生加成反应，又能发生加聚反应，还能发生缩聚反应的是( )
答案 B
解析 能发生加成反应的含有、—C≡C—或—CHO等；能发生加聚反应的含有、—C≡C—等；能发生缩聚反应的含有—NH2与—COOH、—OH与—COOH或酚羟基与醛基等。
6．某种具有较好耐热性、耐水性和高频电绝缘性的高分子化合物的结构片断为
则生成该树脂的单体的种数和化学反应所属类型正确的是( )
A．1种，加聚反应 B．2种，缩聚反应
C．3种，加聚反应 D．3种，缩聚反应
答案 D
解析 从分子的组成来看，应是缩聚反应的产物，而且分子是由三种单体缩聚得到，分别是。
7．下列合成有机高分子化合物的反应中，属于加聚反应的是( )
A．①③ B．②④ C．①④ D．②③
答案 B
解析 根据加聚反应的特点，单体含有不饱和键以及反应中没有副产物产生，可以判断②和④为加聚反应。
三、有机高分子化合物的单体判断
8．下列单体能在一定条件下发生加聚反应生成的是( )
A．丙烯 B．2-甲基-1,3-丁二烯
C．乙烯和丙烯 D．2-甲基-2-丁烯
答案 B
解析 根据链节上的碳原子数目和键的类型可判断其单体是二烯烃。
9．下列高聚物中，由两种不同的单体通过缩聚反应制得的是( )
答案 D
解析 分析题中四个选项：A项是由CH2===CH2和CH2===CHCN 加聚而成的；B项是由CH2===CH—CH===CH2加聚而成的；C项是由CH2===CH—CH===CH2和CH2===CHC6H5加聚而成的；只有D项中含有官能团—COO—，故D项是通过缩聚反应生成的。
10．一种有机玻璃的结构简式为。下列关于它的叙述中不正确的是( )
A．与CH3OH在一定条件下发生缩聚反应即可合成该有机玻璃
B．该有机玻璃能发生氧化反应
C．合成该有机玻璃的原料可能有甲烷
D．它在一定条件下发生水解反应时C—O键断裂
答案 A
解析 A项，与CH3OH在浓硫酸的作用下得到甲基丙烯酸甲酯()，再发生加聚反应得到该有机玻璃；B项，该有机玻璃加热时易燃烧，能发生氧化反应；C项，合成该有机玻璃需要CH3OH，CH4与Cl2反应可得CH3Cl，CH3Cl水解可得CH3OH；D项，该有机玻璃含有酯基，在一定条件下发生水解导致C—O键断裂。
[能力提升]
11．请将合成下列高分子材料所用的单体、反应类型填入相应空格内。
(1)聚氯乙烯单体为____________________________，
反应类型为__________。
(2) 单体为______________________________，
反应类型为__________。
(3) 单体为______________________________，
反应类型为__________。
(4)天然橡胶单体为_____________________，
反应类型为__________。
(5)锦纶单体为_________________________________，
反应类型为__________。
答案 (1)CH2===CH—Cl 加聚反应
(5)H2N—(CH2)5COOH 缩聚反应
解析 根据高分子化合物的结构特点，确定聚合反应的反应类型，再依据加聚、缩聚产物单体的判断方法，逐个进行分析、判断。
12．(1)1 mol丙酮酸()在镍的催化下与1 mol 氢气发生加成反应转变成乳酸，则乳酸的结构简式为__________________。
(2)在酸性条件下，与乳酸具有相同官能团的乳酸的同分异构体A发生消去反应生成B，则由A生成B的化学方程式为________________。
(3)B与甲醇生成的酯可以聚合，则该聚合物的结构简式为______________。
答案 (1)CH3CH(OH)COOH
解析 丙酮酸中含有和—COOH两种官能团，能与H2加成生成—CH(OH)—，而—COOH不能与H2发生加成反应，从而得出乳酸的结构简式为CH3CH(OH)COOH，其具有相同官能团的同分异构体只有HOCH2CH2COOH一种。在酸性条件下，A加热失水可生成或环酯。但(2)中指出发生消去反应，(3)中指出B与甲醇生成的酯可以聚合，暗示B中含有羧基(能生成酯)，说明B为丙烯酸，而不是环酯。
13．聚氨酯是主链含有—NHCOO—重复单元的一类新型高分子化合物，其单体是二异氰酸酯(如O===C===N—R—N===C===O)和二元醇(HO—R′—OH)。聚氨酯结构简式为
(1)上述二异氰酸酯和二元醇合成高聚物的反应属于________反应(填“加聚”或“缩聚”)。
(2)写出由2,6-甲基苯二异氰酸酯和1,3-丙二醇为单体生成高聚物的化学方程式：____________________。
答案 (1)加聚
解析 根据二异氰酸酯(如O===C===N—R—N===C===O)和二元醇(如HO—R′—OH)反应的产物分析，反应过程中二异氰酸酯中碳氮键断裂，二元醇羟基中氢氧键断裂，然后分别连接得产物，因此从反应的过程上分析该反应属于加聚反应。
[拓展探究]
14．PBS是一种可降解的聚酯类高分子材料，可由马来酸酐等原料经下列路线合成：
(1)A→B的反应类型是__________；B的结构简式是____________。
(2)C中含有的官能团名称是__________；D的名称(系统命名)是__________。
(3)半方酸是马来酸酐的同分异构体，分子中含1个环(四元碳环)和1个羟基，但不含—O—O—键，半方酸的结构简式是____________。
(4)由B和D合成PBS的化学方程式是__________________。
(5)下列关于A的说法正确的是________。
a．能使酸性KMnO4溶液或溴的CCl4溶液褪色
b．能与Na2CO3反应，但不与HBr反应
c．能与新制Cu(OH)2反应
d．1 mol A完全燃烧消耗5 mol O2
答案 (1)加成反应(或还原反应)
HOOCCH2CH2COOH
(2)碳碳叁键、羟基 1,4-丁二醇
(5)ac
解析 结构决定性质，性质反映结构，解题时要先观察分子内的官能团，然后根据官能团的性质确定有机物能发生的反应；写同分异构体时应根据分子式和题目所给要求来写。(1)A的结构中含有碳碳双键，与H2发生加成反应生成B：HOOCCH2CH2COOH。(2)甲醛分子内的醛基与乙炔分子内的氢原子发生加成反应生成C：，含有碳碳叁键和羟基。D的名称是1,4-丁二醇。(3)马来酸酐的分子式为C4H2O3，不饱和度为4，根据要求可写出半方酸的结构简式为。
(4)HOOCCH2CH2COOH与HOCH2CH2CH2CH2OH发生酯化反应的化学方程式为nHOOCCH2CH2COOH＋nHOCH2CH2CH2CH2OH
(5)A分子内含有碳碳双键，可以被酸性高锰酸钾溶液氧化，使酸性高锰酸钾溶液褪色，能与溴发生加成反应而使溴的CCl4溶液褪色，也能与HBr发生加成反应；分子内含有羧基，可以与Na2CO3反应生成CO2；A分子内不含醛基，但含有羧基，能与氢氧化铜发生酸碱中和反应；A的分子式为C4H4O4,1 mol A完全燃烧消耗氧气3 mol。
第3节 合成高分子化合物
第1课时 高分子化合物
[学习目标] 1.了解高分子化合物的分类，能根据加成聚合反应的产物确定其单体和链节。2.能说明加成聚合反应和缩合聚合反应的特点，体会合成高分子化合物的两种方法。
一、高分子化合物的概述
1．有机高分子化合物与低分子有机物的区别
有机高分子化合物
低分子有机物
相对分子质量
高达____________
1 000以下
相对分子质量的数值
平均值
分子的基本结构
若干重复结构单元组成
单一分子结构
构单元组成
单一分子结构
性质
物理、化学性质有________
2．高分子化合物的结构
(1)结构特点：它们是由若干个重复结构单元组成的。如聚乙烯写作________。
(2)链节：高分子化合物中____________、______________，也称重复结构单元。
(3)聚合度：高分子链中含有____的数目。
(4)单体：能够进行聚合反应形成高分子化合物的
________________________________________________________________________。
例如的链节为________________，聚合度为____，单体是
________________。
3．高分子化合物的分类
—
二、高分子化合物的合成——聚合反应
1．概念与分类
由小分子物质合成高分子化合物的化学反应称为聚合反应。通常分为________反应和________反应。
2．加成聚合反应
(1)反应特点
单体通过________反应的方式生成高分子化合物，既属于________反应，又属于________反应。如聚异戊二烯合成反
应：________________________________________________________________________。
(2)单体的结构特点
含有________，__________，________________等不饱和键。
(3)加聚产物的特点
单体与高分子的组成相同，即元素的______比、____个数比相同。
3．缩合聚合反应
(1)反应特点
单体通过分子间的________________而生成高分子化合物。反应过程中除生成高分子化合物外还伴随有小分子化合物(如________、______等)生成。如己二酸与己二胺的缩聚反
应的化学方程式为____________________________。
(2)单体的结构特点
单体一般有两个能生成____________的官能团。如羧基和________、________等。
(3)缩聚产物的特点
单体与高分子化合物的链节组成不同，相差____________________。
知识点1 有机高分子化合物
1．下列不属于高分子化合物的是( )
A．蛋白质 B．淀粉 C．硝化纤维 D．油脂
2．下列对聚丙烯的描述错误的是( )
A．聚丙烯的分子长链是由C—C键连接而成的
B．聚丙烯的分子长链上有支链
C．聚丙烯每个链节主链上有2个碳原子
D．聚丙烯能使溴水褪色
知识点2 合成高分子化合物的方法
3．下列有机物或有机物组合，不能发生聚合反应的是( )
4．写出下列高分子化合物的单体，并注明反应类型。
(1) 单体为______，反应类型为________。
(2)??单体为_____________________________，
反应类型为________。
(3)?单体为_________________________________，
反应类型为________。
单体是______________________________，
反应类型为______________。
练基础落实
1．下列关于乙烯和聚乙烯的叙述中正确的是( )
A．二者都能使溴水褪色，性质相似
B．二者互为同系物
C．二者最简式相同
D．二者分子组成相同
2．某高分子化合物的部分结构如下：
下列说法正确的是( )
A．聚合物的链节是
B．聚合物的分子式是C3H3Cl3
C．合成该聚合物的单体是CHCl===CHCl
D．若n表示聚合度，则其相对分子质量为145.5n
3．下列合成有机高分子化合物的反应中，属于加聚反应的是( )
A．①③ B．②④ C．①④ D．②③
4．下列工业生产过程中，属于应用缩聚反应制取高聚物的是( )
A．单体CH2===CH2制高聚物?
B．单体与CH2===CH—CH===CH2制高聚物?
C．单体CH2===CH—CH3制高聚物
D．单体HOCH2CH2OH与制高聚物
5．工业上生产“的确良”常用乙二醇、对苯二甲酸为原料，反应式为：
若合成时消耗乙二醇的物质的量比对苯二甲酸多5‰，上述聚合物的链节数n为( )
A．100 B．200 C．300 D．400
练方法技巧
寻找高分子化合物的单体
6．合成结构简式为的高聚物，其单体应是( )
①苯乙烯 ②丁烯 ③1,3-丁二烯 ④丙炔 ⑤苯丙烯
A．①② B．④⑤ C．③⑤ D．①③
7．下列高分子化合物必须由一种单体缩聚而成的是( )
练综合拓展
8．感光性高分子也称为“光敏性高分子”，是一种在彩电荧光屏及大规模集成电路制造中应用较广的新型高分子材料。其结构简式为
回答下列问题：
(1)已知它是由两种单体经酯化后聚合而成的，试推断这两种单体的结构简式______________、______________。
(2)写出在(1)中由两种单体合成高聚物的化学反应方程式：
________________________________________________________________________。
(3)对此高聚物的性质判断不正确的是( )
A．在酸性条件下可以发生水解
B．此高聚物不能使溴水褪色
C．此高聚物可以使酸性KMnO4溶液褪色
D．此高聚物可与液溴发生取代反应
第3节 合成高分子化合物
第1课时 高分子化合物
知识清单
一、1.10 000以上 明确数值 较大差别
2．(1) ? (2)化学组成相同 可重复的最小单位 (3)链节 (4)低分子化合物 —CH2—CH2—n CH2===CH2 3.天然、合成 线型、体型 热塑性、热固性 塑料、橡胶、纤维
二、1.加聚 缩聚 2.(1)加成 加成 聚合
(2) (3)质量 原子 3.(1)相互缩合 H2O HX
(2)小分子 羟基 氨基 (3)脱去的小分子
对点训练
1．D [蛋白质、淀粉都是天然高分子化合物；硝化纤维是天然高分子化合物与硝酸发生酯化反应的产物，在与硝酸反应中，纤维素的高分子链未被破坏，因而仍是高分子化合物；油脂是高级脂肪酸甘油酯，相对分子质量相对较小，且在其结构中没有出现重复的结构单元和聚合度，故不是高分子化合物。]
2．D [聚丙烯是由丙烯通过加聚反应形成的高分子化合物，其链节为，聚丙烯中不含碳碳双键，不能使溴水褪色。]
4．
课后作业
1．C [乙烯、聚乙烯的结构简式分别为CH2===CH2、?，可知二者分子组成不同，结构不相似，不属于同系物；乙烯分子中含有碳碳双键，能使溴水褪色，但聚乙烯不能使溴水褪色；二者的最简式相同，均为CH2。]
2．C [注意到碳碳单键可以旋转，则可判断上述聚合物重复的结构单元(即链节)为，该聚合物的结构简式为?。合成它的单体是CHCl===CHCl，其分子式为(C2H2Cl2)n，相对分子质量为97n。]
3．B [根据加聚反应的特点，单体含有不饱和键以及反应中没有副产物产生，可以判断②和④为加聚反应。]
4．D
5．B [“的确良”高分子链节中乙二醇和对苯二甲酸的物质的量之比为1∶1，现乙二醇的物质的量比对苯二甲酸多5‰，是由于“的确良”高分子链的两端都是乙二醇的成分，即形成一个链节数为n的高分子时，乙二醇比对苯二甲酸多用一个分子。由＝5‰，得n＝200。]
6．D [分析高分子化合物的主链结构可以看出，其应该是加聚反应的产物，链节中含有一个，其单体中一定有1,3-丁二烯，余者为苯乙烯。]
7．C [A是由乙烯和丙烯通过加聚反应生成的；B的两种单体为HOOC(CH2)4COOH和HOCH2CH2OH；C的单体只有一种，即羟基酸；D的两种单体为H2N(CH2)6NH2和HOOC(CH2)4COOH。]
8．(1)CH2===CH—OH
(3)B
解析 (1)由高聚物的结构简式可知，它相当于由聚合而成的，这种酯由单体和制得。
(2)先写出和发生酯化反应的化学方程式，再写出生成物发生加聚反应的化学方程式。
(3)由高聚物的结构简式可以看出，该高分子材料中含有和两种官能团，具有烯烃和酯类物质的性质。
课件25张PPT。第3章 有机合成及其应用 合成高分子化合物第3节 合成高分子化合物 第1课时 高分子化合物 探究点一 加成聚合反应 探究点二 缩合聚合反应 1.知道并会应用有关概念：单体、高聚物、聚合度、链节、加聚反应和缩取反
应等。
2.熟知加聚反应、缩聚反应的原理，会写相应的化学方程式，学会高聚物单体
的判断。学习重难点：加聚反应和缩聚反应的原理。(1)有机高分子化合物按其来源可分为天然高分子化合物(如 、 、 等)和合成高分子化合物(如 、 、 等)。
(2)按照高分子化合物分子链的连接形式可分为 、 、
。
(3)按照高分子化合物受热时的行为可分为 、 。
(4)按照高分子化合物的工艺性质及使用可分为 、 、 、 、
与密封材料等。1．乙烯的官能团是 ，乙烯能发生的有机反应类型有_____________
__________________________等。CH3—CH2—CH2OH能发生的有机反应类型有__________________________________________等。氧化反应加成反应、加聚反应氧化反应、酯化反应、消去反应、取代反应淀粉纤维素蛋白质聚乙烯 聚丙烯 聚氯乙烯2．高分子化合物的分类线型高分子 支链型高分子、体型高分子热塑性高分子 热固性高分子 黏合剂塑料橡胶纤维涂料3．有机高分子化合物与低分子化合物的区别与联系
(1)高分子化合物的相对分子质量一般高达 ，其数值为 ；低分子化合物的相对分子质量常在1 000以下，有确定的数值。
(2)高分子化合物由若干个 组成；低分子化合物为 的分子结构。二者在物理、化学性质上有较大的差异。
(3)高分子化合物与低分子化合物的联系是______________________________
_________________________________。几万到几百万平均值重复结构单元单一有机高分子化合物是由低分子有机物为原料聚合生成加成聚合反应 1．乙烯分子间相互反应生成聚乙烯的化学方程式(1)单体通过加成的方式生成 的反应叫加成聚合反应，简称 反应。高分子化合物加聚高分子化合物中化学组成和结构均可重复的最小单位称为 ；含有链节的数目称为 ，通常用n表示。(2)能用来合成高分子化合物的小分子化合物称为 ；单体(3)聚合物的平均相对分子质量等于链节的相对质量×n。链节链节数2．写出丙烯发生加聚反应的化学方程式，并注明高聚物的单体、链节、链接数。3．写出下列物质发生加聚反应的化学方程式
4．写出下列加聚产物的单体归纳总结(2)由单体推断加聚物(高分子化合物)的方法：(1)加聚反应的特点①单体必须是含有双键、叁键等不饱和键的化合物。例如，烯、二烯、炔、醛等含不饱和键的有机物。②发生加聚反应的过程中没有副产物(小分子化合物)产生，只生成高聚物。③聚合物链节的化学组成跟单体的化学组成相同，聚合物的相对分子质量为单体相对分子质量的整数倍。将单体的不饱和键的碳链单独列一行，再把不饱和键按正确的方式打开，找到正确的链节，即可写出化学式归纳总结②凡链节主链有四个碳原子(无其他原子)，且链节无双键的聚合物，其单体必为两种，在正中央划线断开，然后两个半键闭合即可。(3)由加聚产物确定单体的方法③凡链节主链中只有碳原子，并存在碳碳双键结构的聚合物，其规律是“有双键，四个碳；无双键，两个碳”划线断开，然后将半键闭合即单双键互换。①凡链节的主链只有两个碳原子(无其他原子)的聚合物，其合成单体必为一种，将两个半键闭合即可。B CH2==CH—CN CH2==CH—CH==CH2CH2==CH—缩合聚合反应 1．根据酯化反应的原理，写出己二酸与乙二醇反应，生成链状高分子化合物的化学方程式：(2)写缩聚反应的化学方程式，除单体的物质的量与缩聚物结构式的下角标要一致外，也要注意生成小分子的物质的量。由一种单体进行缩聚反应，生成小分子的物质的量应为 ；由两种单体进行缩聚反应，生成小分子的物质的量应为 。(1)由单体通过分子间的相互缩合而生成高分子化合物的聚合反应称为缩合聚合反应，简称缩聚反应 n2n2．写出下列缩聚反应的化学方程式(1)羟基酸缩聚(2)醇酸缩聚 (3)氨基酸缩聚 3．推断缩聚物的单体(1)若缩聚物的链节含有 或 结构，其单体必为一种 在链节“”氧原子上或“氮原子上加氢原子，羰基碳上加羟基，得到相应的单体。如：的单体是 H2NCH2CH2COOH如下图所示：其单体是。归纳总结依据官能团的形成过程的连链逆向推出单体，把失去的小分子物质分拆后加在相应位置。其关键是找出酯基或肽键，然后将酯基或肽键断开恢复为—COOH、—OH或—NH2，即可找到单体。(1)缩聚反应的特点②缩聚反应生成聚合物的同时，还有小分子副产物(如H2O等)生成。(2)由缩聚物确定单体的方法①缩聚反应的单体常具有双官能团(如—OH、—COOH、—NH2、—X)或多官能团及活泼氢原子等小分子。③所得聚合物链节的化学组成与单体的化学组成不同。5解析1234油脂是小分子化合物。B 51234乙烯聚合得聚乙烯高分子化合物，二者性质不同；聚乙烯是混合物，没有固定的熔点。B 51234B 51234③ [ OCH2CH2CH2CO ]n① ⑤ ② [ OCH2CH2OOC(CH2)4CO ]n可发生加聚反应 单体间可发生缩聚反应 两种分子之间可发生缩聚反应 理解感悟 (1)只有分子中含有碳碳不饱和键才易发生加聚反应，碳氧双键不易发生加聚反应。(2)④分子虽然也有羧基，但只有一个，不能和②发生缩聚反应，只可能发生酯化反应生成小分子化合物。51234缩聚5本讲内容结束
请完成课时作业第2课时 高分子化学反应 合成高分子材料
[学习目标定位] 1.知道高分子化学反应是合成某些特殊聚合物的方法，并能够实现高分子化合物的改性。2.知道高分子材料与高分子化合物之间的关系，能举例说明一些常见高分子材料的用途，了解几种功能高分子材料的特殊性能。
1．判断下列高聚物的单体，指出由单体合成高聚物的反应类型。
合成该高聚物反应类型：加聚反应。
2．有机高分子材料按来源可分为天然高分子材料和合成高分子材料。高分子材料虽然相对分子质量很大，但是结构并不复杂，通常都是由简单的结构单元重复连接而成。分子中的结构单元连接成长链就是线型结构，如果高分子链上还存在能起反应的原子或原子团，当其发生反应时高分子链之间交联形成网状结构，这种就是体型结构，通常情况具有线型结构的高分子化合物具有热塑性，具有体型结构的高分子化合物具有热固性。
探究点一 高分子化学反应
高分子化学反应是有高分子化合物参与的化学反应，其主要应用有
1．合成带有特定功能基团的新的高分子化合物或合成不能直接通过小分子物质聚合而得到的高分子化合物。如由聚乙酸乙烯酯发生水解或醇解(酯交换反应)可制得聚乙烯醇。
在这个反应里，反应物和产物中高分子化合物的链节数是相同的。
2．橡胶的硫化
橡胶硫化以后，使线型的橡胶分子间经过单硫键或双硫键发生了交联，成为网状结构。在这个过程中，高分子化合物的链节数会变大。经过硫化的橡胶，叫做硫化橡胶，硫化橡胶具有较高的弹性和耐磨性。
3．高分子化合物的降解
高分子材料给我们带来便利的同时，也给我们带来了一些负面影响，如白色污染等。解决这个问题的主要途径就是高分子化合物的降解问题。高分子化合物的降解也属于高分子化学反应，在降解过程中，高分子化合物的链节数变小。主要有以下两种途径：
(1)加热降解，回收利用。如，有机玻璃在270 ℃的氮气中热降解，可回收到95%的甲基丙烯酸甲酯。
(2)积极研究在自然状态下可降解的高分子材料。如，目前人们已经合成出可生物降解塑料、化学降解塑料、光降解塑料等。
4．催化裂化
塑料催化裂化可得到柴油、煤油、汽油及可燃性气体等。
[归纳总结]
高分子的化学反应主要取决于结构特点、官能团与基团之间的影响。如碳碳双键易氧化和加成，酯基易水解、醇解，羧基易发生酯化、取代等反应。
[活学活用]
1．橡胶树是热带植物，在我国海南已大面积种植。从橡胶树的胶乳中可提取天然橡胶，天然橡胶的成分是聚异戊二烯，其结构简式为。
试回答下列问题：
(1)天然橡胶能溶于汽油的根本原因是因为____________，天然橡胶加入适量的硫进行硫化后，其结构由__________变成____________，因而硫化橡胶________(填“能”或“不能”)溶于汽油。
(2)天然橡胶的单体是一种无色液体，将该无色液体加入溴水中，溴水________(填“能”或“不能”)褪色。
答案 (1)天然橡胶是线型结构 线型结构 网状结构(或体型结构) 不能 (2)能
解析 (1)从天然橡胶成分的结构简式可知天然橡胶为线型结构的高分子，能溶于汽油等有机溶剂。天然橡胶硫化后，引入的硫原子可通过形成共价键，从而使高分子链发生交联，形成网状结构，故硫化橡胶不能溶于汽油。
(2)天然橡胶的单体中含有两个碳碳双键能发生加成反应，使溴水褪色。
理解感悟 (1)绝大多数橡胶的结构中有碳碳双键或还原性物质(如硫)，故橡胶有较强的还原性。因此，在实验室中，盛放强氧化剂的试剂瓶不能用橡胶塞。
(2)未经硫化的橡胶容易磨损，易溶于汽油、四氯化碳等有机溶剂，分子内有双键易发生加成反应，容易老化。硫化后，高分子链之间经交联而变成网状结构，结构稳定，不溶于有机溶剂，不易氧化，不易老化。
2．下列反应属于高分子化学反应的是( )
C．氨基酸―→多肽
D．蛋白质―→氨基酸
答案 D
解析 准确理解高分子化学反应的定义：有高分子化合物参与的化学反应。
探究点二 合成高分子材料
1．阅读教材，回答下列问题：
(1)什么是合成高分子材料？常见的三大合成材料是什么？
答案 ①合成高分子材料是以合成高分子化合物为基本原料，加入适当助剂，经过一定加工制成的材料。
②塑料、合成橡胶、合成纤维称为三大合成材料，主要由树脂组成的。
(2)树脂和塑料有何主要不同？如何确定塑料的名称？
答案 ①树脂是一种俗称，凡人工合成的未经加工处理的任何聚合物都是树脂；塑料通常是由树脂及各种助剂组成的。
②塑料的名称是根据树脂的种类确定的。例如，以聚乙烯树脂为主要成分的塑料，叫做聚乙烯塑料。
(3)常见的合成橡胶有哪些？它们的主要应用是什么？
答案 ①合成像胶是利用小分子物质合成的一类弹性特别强的线型高聚物，如丁苯橡胶、氯丁橡胶和特种橡胶等。
②合成橡胶的很多性能比天然橡胶优越，广泛用于轮胎和制鞋工业等。
(4)合成纤维是什么？它的主要特点是什么？
答案 ①合成纤维是用某些小分子物质经聚合反应制成的线型高聚物。合成纤维的品种很多，如尼龙、涤纶和人造羊毛(聚丙烯腈)等。
②合成纤维耐磨、耐蚀、不缩水，用它做的衣服，不易折皱，结实耐穿。合成纤维吸湿性和透气性差。
(5)涂料的主要成分是什么？它的主要用途是什么？
答案 ①涂料的的主要成分是成膜物质(属于树脂)。
②涂料是一种涂布于物体表面后能结成坚韧保护膜的物质，它常涂在家具、船舶等表面，起到保护和美化内部物体的作用。
2．功能高分子材料
功能高分子材料是在合成高分子的主链或支链上接上有某种特定功能的官能团，使它们具有特殊的功能以满足光学、电学、磁学、化学、生物学、医学等方面的要求，而形成的高分子材料。主要有
(1)离子交换树脂
离子交换树脂主要用于物质的分离和提纯。离子交换树脂分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。阳离子交换树脂是含有磺酸基(—SO3H)、羧基(—COOH)或苯酚基(—C6H4OH)等酸性基团的树脂，它们以氢离子换取溶液中的金属离子或其他阳离子。
(2)医用高分子
最早使用的医用高分子是聚乳酸，目前，常见的医用高分子材料有硅橡胶()、聚氨酯、聚丙烯、聚乙烯醇等。它们的生物相容性较好、安全无毒，可用于制造医用器械和人造器官。
[归纳总结]
[活学活用]
3．人类使用高分子材料种类繁多，性质各异。下列选项中不属于高分子材料的是( )
A．合成树脂、合成橡胶 B．涂料
C．光导纤维 D．电木
答案 C
解析 合成树脂、合成纤维、涂料、合成橡胶、电木都是常见的高分子材料，光导纤维的主要成分是二氧化硅，是无机非金属材料。
4．感光性高分子也称为“光敏性高分子”，是一种在彩电荧光屏及大规模集成电路制造中应用较广的新型高分子材料。其结构简式为，对此高聚物的性质判断不正确的是( )
A．在酸性条件下可以发生水解
B．此高聚物不能使溴水褪色
C．此高聚物可以使酸性高锰酸钾溶液褪色
D．此高聚物可与液溴发生取代反应
答案 B
解析 由该高聚物的结构简式可以看出，该高分子材料中含有碳碳双键两种官能团，具有烯烃和酯类物质的性质，B不正确。
1．高分子化学反应的应用主要有：(1)合成带有特定功能基团的新的高分子化合物。(2)改变高分子化合物的结构和性质。(3)改变链节数。
2．合成高分子材料，由合成高分子化合物和一些添加的助剂共同组成。高分子材料都是混合物。
1．下列有机物中不属于天然高分子材料的是( )
A．棉花 B．淀粉 C．尼龙 D．羊毛
答案 C
解析 高分子材料按其来源分为天然高分子材料和合成高分子材料。显然棉花、淀粉和羊毛是天然的，而尼龙是人工合成的，属于合成材料。
2．当前，我国亟待解决的“白色污染”通常指( )
A．冶炼厂的白色烟尘 B．石灰窑的白色粉尘
C．聚乙烯的塑料垃圾 D．白色建筑材料
答案 C
解析 “白色污染”指的是“塑料垃圾”。
3．高分子材料发展的主要趋势是高性能化、功能化、复合化、精细化和智能化，下列材料不属于功能高分子材料的是( )
A．用于生产光盘等产品的光敏高分子材料
B．用于制造CPU芯片的良好半导体材料单晶硅
C．能用于生产“尿不湿”的高吸水性树脂
D．能导电的掺杂聚乙炔
答案 B
解析 B项中半导体材料单晶硅，属于传统的无机非金属材料；A项中光敏高分子材料、C项中高吸水性树脂、D项中导电高分子材料均属于功能高分子材料。
4．功能高分子是一类以基本合成材料为原料、在其中添加一些特殊的物质或经过特殊的处理后具有特殊功能的高分子材料。下列物质中不属于功能高分子的是( )
A．高分子分离膜 B．隐形眼镜
C．人造丝 D．人造骨骼
答案 C
解析 人造丝为合成高分子化合物，属于常见高分子材料。高分子分离膜、隐形眼镜以及人造骨骼均为功能高分子材料。
5．下列说法正确的是( )
A．合成纤维和人造纤维统称为化学纤维
B．聚氯乙烯是热固性塑料
C．锦纶丝接近火焰时先卷缩，燃烧时有烧焦羽毛的气味，灰烬为有光泽的硬块，易压成粉末
D．某些合成材料和塑料制品废弃物可以倾倒到海洋中
答案 A
解析 合成纤维和人造纤维统称化学纤维，A正确；聚氯乙烯为热塑性塑料，B错误；锦纶为合成纤维，分子式为，属于多肽，和蛋白质有相似之处，但灰烬不易压成粉末，C错误；合成材料和塑料废弃物不可乱倒，D错误。
6．维通橡胶是一种耐腐蚀、耐油、耐高温、耐寒性能都特别好的氟橡胶。它的结构简式为，合成它的单体为( )
A．氟乙烯和全氟异丙烯 B．1,1-二氟乙烯和全氟丙烯
C．1-三氟甲基-1,3-丁二烯 D．全氟异戊二烯
答案 B
解析 将聚合物按如下所示方法
找出单体为CH2===CF2和CF2===CF—CF3，它们的名称分别为1,1-二氟乙烯和全氟丙烯，故答案为B。
[基础过关]
一、合成材料对环境的危害和防治
1．下列说法正确的是( )
A．控制塑料购物袋的使用主要是为了节约成本
B．使用可降解塑料袋有利于减少“白色污染”
C．聚氯乙烯塑料袋可用来长时间存放食品
D．塑料购物袋具有热固性，不能回收利用
答案 B
2．下列对于废弃塑料制品的处理方法中，最为恰当的是( )
A．将废弃物切成碎片填埋于土壤中
B．将废弃物焚烧
C．将废弃物倾倒于海洋中
D．将废弃物用化学方法加工成防水涂料或汽油
答案 D
解析 废弃塑料非常稳定，埋在土壤中长时间不易降解，不仅影响土壤的透气性，还会改变土壤的结构，A错误；将废弃塑料袋焚烧或倾倒于海洋中，会引起大气和海洋污染，B、C错误；将废弃塑料加工再利用是处理“白色污染”的一种合理方法，D正确。
3．焚烧下列物质严重污染大气的是( )
A．聚氯乙烯 B．聚乙烯 C．聚丙烯 D．有机玻璃
答案 A
解析 聚乙烯、聚丙烯和有机玻璃完全燃烧只产生CO2和H2O，而聚氯乙烯完全燃烧除产生CO2和H2O外，还有含氯的物质。
二、常见高分子材料的结构和性质
4．下列原料或制成的产品中，若出现破损不可以进行热修补的是( )
A．聚氯乙烯凉鞋 B．电木插座
C．有机玻璃 D．聚乙烯塑料膜
答案 B
解析 聚氯乙烯凉鞋、自行车内胎、聚乙烯塑料膜等都是用热塑性树脂加工而成的塑料，可以反复加工，多次使用，出现破损时可进行热修补，而电木插座是用热固性树脂电木加工而成的塑料，受热不熔化，出现破损时不能进行热修补。
5．下列关于橡胶的说法正确的是( )
A．橡胶有天然橡胶和合成橡胶之分
B．天然橡胶都是顺式聚异戊二烯
C．橡胶都具有良好的弹性
D．橡胶的老化实质上发生的是酯化反应
答案 A
解析 杜仲胶也是一种天然橡胶，其成分是反式聚异戊二烯，而且其弹性较差，B、C错；橡胶的老化是由于其高分子链中的不饱和键被氧化而造成的，D错。
6．下列说法不正确的是( )
A．天然橡胶分子中含有碳碳双键，能发生加成反应
B．硫化橡胶遇汽油能发生溶胀现象
C．聚硫橡胶具有良好的耐严寒、耐高温性能
D．合成橡胶是以石油、天然气为原料，以二烯烃和烯烃为单体聚合而成的高分子
答案 C
7．某教科书插图中描绘的是一只小猫若无其事地站在烈火烘烤的高分子材料上面，则推测该高分子材料一定具有良好的( )
A．绝热性 B．导电性 C．绝缘性 D．导热性
答案 A
三、功能高分子材料的结构和性能
8．下列有关功能高分子材料用途的叙述中，不正确的是( )
A．高吸水性树脂可用于干旱地区抗旱保水、改良土壤、改造沙漠
B．离子交换树脂主要用于分离和提纯物质
C．医用高分子材料可用于制造医用器械和人造器官
D．聚乙炔膜可用于分离工业废水和海水淡化
答案 D
解析 聚乙炔膜属于导电高分子材料，主要用于制造电子元件。
9．在某些塑料(如聚乙炔等)中加入强氧化剂或还原剂后，它们的导电性能大大提高，因为这些塑料具有金属的一般特性，所以人们称之为“人造金属”，下列对“人造金属”的说法正确的是( )
A．“人造金属”和普通金属的制取方法不同，但原料相同
B．强氧化剂或还原剂是制取“人造金属”的重要材料
C．“人造金属”能够导电传热，所以有金属光泽
D．“人造金属”具有金属的一般特性，所以它们属于金属
答案 B
解析 “人造金属”与普通金属的制取方法和原料均不相同。此外，“人造金属”尽管有金属的一般特性，但它属于高分子化合物中的塑料。
10．婴儿用的一次性纸尿片中有一层能吸水、保水的物质。下列高分子有可能被采用的是( )
答案 B
解析 纸尿片应该具有吸水性和保水性，因此，必须含有强亲水性原子团，B中分子中的—COONa原子团符合要求。
[能力提升]
11．使用一次性聚苯乙烯等材料带来的白色污染是极为严重的环境问题之一。最近研制出的一种可降解塑料，代号为3HB，结构简式为?OCHCH3C?O，具有良好的生物适应性，能在自然界中自行降解。请回答下列问题：
(1)该可降解塑料在自然界中可通过________(填序号)反应降解为该聚合物单体。
A．加成 B．消去 C．水解 D．氧化
(2)该聚合物的单体结构简式为____________，该单体具有的官能团名称为__________。
(3)1 mol该单体分别与钠和碳酸氢钠完全反应时，消耗钠和碳酸氢钠的物质的量之比为________。
答案 (1)C (2) 羧基、羟基
(3)2∶1
解析 (1)由该高聚物的链节可知，它是由乳酸
CHHOCOOHCH3通过酯化反应聚合得到的，所以该聚合物降解为单体的过程就是酯的水解过程。
(2)该单体具有两个官能团，分别为羧基(—COOH)和羟基(—OH)。
(3)醇羟基能与钠反应生成氢气，但不能与碳酸氢钠反应；羧基能与碳酸氢钠反应放出CO2，同时能与钠反应，所以可得1 mol该单体分别与钠和碳酸氢钠完全反应时，消耗钠和碳酸氢钠的物质的量之比为2∶1。
12．氯丁橡胶M是理想的电线电缆材料，工业上可由有机化工原料A或E制得，其合成路线如下图所示。
完成下列填空：
(1)A的名称是________，反应③的反应类型是________。
(2)写出反应②的化学反应方程式______________________________。
(3)为研究物质的芳香性，将E三聚、四聚成环状化合物，写出它们的结构简式____________________________________________。
鉴别这两个环状化合物的试剂为__________。
(4)以下是由A制备工程塑料PB的原料之一1,4-丁二醇(BDO)的合成路线：
ABDO
写出上述由A制备BDO的化学反应方程式。
答案 (1)1,3-丁二烯 加聚
(3) 溴水(或酸性高锰酸钾溶液，合理即可)
13．有一种广泛用于汽车、家电产品上的高分子涂料，是按下列流程图生产的。图中M(C3H4O)和A都可以发生银镜反应。N和M的分子中碳原子数目相等，A的烃基上一氯取代位置有三种。
试写出：
(1)物质的结构简式：A________，M________。物质A的同类别的同分异构体为____________。
(2)反应类型：X______________，Y______________。
(3)写出下列反应的化学方程式：
①N＋B―→D：______________________；
②D―→高分子涂料：__________________________________________________。
答案 (1)CH3CH2CH2CHO CH2===CHCHO
(2)加成反应 酯化反应
(3)①CH2===CH—COOH＋CH3CH2CH2CH2OHCH2===CH—COOCH2CH2CH2CH3＋H2O
②nCH2===CH—COOCH2CH2CH2CH3
14．化合物C和E都是医用功能高分子材料，且有相同的元素百分组成，均可由化合物A(C4H8O3)制得，如图所示，B和D互为同分异构体。
(1)试写出化学方程式：
A→D：________________________________________________________________________；
B→C：________________________________________________________________________。
(2)反应类型：A→B___________________________________________；
B→C________________________________________________________________________；
A→E________________________________________________________________________。
(3)E的结构简式：__________________________________________。
(4)A的同分异构体(同类别且有支链)的结构简式：
________________________、______________________________。
(2)消去反应 加聚反应 缩聚反应
解析 由题目给定条件“A分子式为C4H8O3，具有酸性”知A分子中应有一个—COOH，且除“”外再无双键。又A可以发生消去反应生成B，也可以脱去一分子H2O形成五原子环状化合物，则A的结构简式为。
[拓展探究]
15．近年来，乳酸成为人们的研究热点之一。乳酸可以用化学方法合成，也可以由淀粉通过生物发酵法制备。利用乳酸聚合而成的高分子材料具有生物相容性，而且在哺乳动物体内或自然环境中，都可以最终降解成为二氧化碳和水。乳酸还有其他用途。
(1)乳酸可以与精制铁粉制备一种药物，反应方程式为
2CH3CH(OH)COOH＋Fe―→[CH3CH(OH)COO]2Fe＋H2↑
在该反应中，氧化剂是__________，还原剂是________，产物乳酸亚铁可以治疗的疾病是________。
(2)用乳酸聚合的纤维材料非常适合于做手术缝合线，尤其是在做人体内部器官的手术时使用。试分析其中的原因_______________________。
(3)利用乳酸合成高分子材料，对于环境有什么重要的意义？试从生物学物质循环的角度解释：______________________________。
答案 (1)乳酸[或CH3CH(OH)COOH] 铁(或Fe) 缺铁性贫血 (2)聚乳酸本身对人体无毒，在体内可以水解成乳酸，最后降解成二氧化碳和水，通过人体的呼吸和排泄系统而被自动排出体外，故不需要二次开刀拆线，使其作为人体内部器官的手术缝合线具有独一无二的优越性 (3)淀粉通过植物的光合作用由二氧化碳和水合成，再经微生物发酵生成乳酸。因乳酸的生成来自天然，用乳酸合成的高分子材料又可以最终降解成为二氧化碳和水，回归自然，故利用乳酸合成高分子材料，利于环保
解析 本题是化学与生物的综合，要充分利用题给信息，结合学过的知识进行思考，问题就会迎刃而解。
第2课时 高分子化学反应 合成高
分子材料
[学习目标] 1.了解高分子化合物的分类、结构特点及性质。2.了解8种功能高分子材料的特殊性能，体会高分子科学对人类生活的影响。
一、高分子化学反应
1．高分子化学反应
有________________________参与的化学反应。
2．高分子化学反应的应用
(1)合成带有________________________的新的高分子化合物。如：纤维素的改性可以制得黏胶纤维、硝化纤维和醋酸纤维。
(2)合成____________________________________________的高分子化合物，如：可先制得聚乙酸乙烯酯，再使其与甲醇发生酯交换反应而间接制得聚乙烯醇。
化学方程式：
?________________________________________________________________________。
(3)橡胶的硫化
线型的橡胶分子经过____________或____________而交联，形成________________结构，称为硫化橡胶。其弹性和耐磨性明显提高。
(4)降解
在降解过程中，高分子化合物的链节数________。
二、合成高分子材料
1．常见的合成高分子材料
(1)合成高分子材料
合成高分子材料是以______________________________为基本原料，加入适当________，经过一定加工过程而制得的。
(2)常见的合成高分子材料
①塑料
塑料通常是由________及各种________组成的。
②涂料
涂料是一种涂布于物质表面后能结成__________________的物质，可以起到保护以及美化的作用。
③黏合剂
目前使用的黏合剂的主要成分是________。
2．功能高分子材料
(1)功能高分子
在合成高分子的主链或支链上接上__________________，使高分子具有特殊的功能，以满足光学、电学、磁学、化学、生物学、医学等方面的要求，这类高分子统称为功能高分子。
(2)几种常见的功能高分子
①离子交换树脂
离子交换树脂主要用于物质的________和________。
②医用高分子
最早使用的医用高分子是代替手术缝合线的____________。目前，常见的医用高分子包括硅橡胶、聚氨酯等，它们的______________较好，安全无毒，可用于制造医用器械和人造器官。
知识点1 高分子化学反应
1．下列高聚物经简单处理可以从线型结构变成体型结构的是( )
①CH?CH2CH3CH2CH2? ②?OHCH2?
③CH?CH2CClCH2? ④CH??CH2Cl
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
知识点2 常见高分子材料
2．我们通常所说的三大合成材料是指( )
①光导纤维 ②塑料 ③合成氨 ④高温结构陶瓷 ⑤合成纤维 ⑥涂料 ⑦合成洗涤剂 ⑧合成橡胶 ⑨黏合剂 ⑩硅酸盐材料
A．②⑤⑧ B．①⑦⑩
C．③④⑨ D．①④⑩
3．下列说法正确的是( )
A．利用石油作原料制得的纤维是人造纤维
B．天然纤维是不能再被加工处理的
C．合成纤维、人造纤维和天然纤维统称为化学纤维
D．煤和农副产品也可经过处理制得合成纤维
4．橡胶属于重要的工业原料。它是一种有机高分子化合物，具有良好的弹性，但强度较差。为了增加某些橡胶制品的强度，加工时往往需进行硫化处理，即将橡胶原料与硫磺在一定条件下反应。橡胶制品硫化程度越高，强度越大，弹性越差。下列橡胶制品中，加工时硫化程度较高的是( )
A．橡皮筋 B．汽车外胎
C．普通气球 D．医用乳胶手套
知识点3 功能高分子材料
5．下列材料中：①高分子膜；②生物高分子材料；③隐身材料；④液晶高分子材料；⑤光敏高分子材料；⑥智能高分子材料。属于功能高分子材料的是( )
A．只有①②⑤ B．只有②④⑤⑥
C．只有③④⑤ D．①②③④⑤⑥
6．角膜接触镜俗称隐形眼镜，其性能要有良好的透气性和亲水性，目前大量使用的软性隐形眼镜常用材料是( )
练基础落实
1．食品保鲜膜按材质分为聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氯乙烯(PVDC)等。PVC广泛用于食品、蔬菜外包装，它对人体有潜在危害。下列有关叙述不正确的是( )
A．PVC保鲜膜属于链状聚合物，在高温时易熔化，能溶于酒精
B．PVC单体可由PE的单体与氯化氢加成制得
?
D．等质量的聚乙烯和乙烯完全燃烧消耗的氧气相等
2．橡胶是一种重要的战略物质，一般分为天然橡胶和合成橡胶两类。丁苯橡胶是合成橡胶的一种，其结构简式为，下列说法正确的是( )
A．它的单体是
B．丁苯橡胶是CH2===CH—CH===CH2和 通过缩聚反应制得的
C．装液溴或溴水的试剂瓶可用丁苯橡胶作瓶塞
D．丁苯橡胶会老化
3．高分子分离膜可以让某些物质有选择地通过而将物质分离，下列应用不属于高分子分离膜的应用范围的是( )
A．分离工业废水，回收废液中的有用成分
B．将化学能转换成电能，将热能转换成电能
C．食品工业中，浓缩天然果汁、乳制品加工和酿酒
D．海水淡化
4．用高分子塑料骨钉取代钛合金骨钉是医学上的一项新技术，这种塑料骨钉不仅具有相当的强度，而且可在人体内水解，使骨科病人免遭拔钉的痛苦。合成这种塑料骨钉的原料能与强碱溶液反应，也能在浓硫酸条件下形成环酯。则合成这种塑料骨钉的原料是( )
A．CH2===CH—CH2Cl
B．CH2===CH—COOH
C．CH3—CH(OH)—COOH
D．H2N—CH2—COOH
练方法技巧
寻找高聚物的单体
5．线型弹性材料“丁苯吡橡胶”的结构简式如下：
?
其单体正确的组合是( )
A．②③⑥ B．②③⑤
C．①②⑥ D．②④⑥
6．有下列几种高分子化合物
其中是由两种不同的单体缩聚而成的是( )
A．③⑤ B．③④⑤
C．①③⑤ D．①③④⑤
练综合拓展
7．有机玻璃是一种重要的塑料，有机玻璃的单体A(C5H8O2)不溶于水并可以发生以下变化：
请回答：
(1)选择编号填写反应类型①________，②________。
a．氧化反应 b．还原反应 c．加成反应
d．消去反应 e．取代反应 f．水解反应
(2)B分子中含有的官能团是__________，__________。
(3)若C的一氯代物D有两种，则C的结构简式是
________________________________________________________________________。
(4)反应①的化学方程式是
________________________________________________________________________。
(5)有机玻璃的结构简式是
________________________________________________________________________。
8．医用化学杂志曾报道，有一种功能高分子材料为聚乙交酯纤维材料C，用这种功能高分子材料制成的手术缝合线比天然高分子材料的肠线好。它的合成过程如图：
(B：是A合成C的中间体，它是由两分子A脱去两分子水形成的)
(1)写出A、C的结构简式：A____________，
C________________________________________________________________________。
(2)写出由A制取B的化学方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)医用高分子材料应具备哪些特性：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
第2课时 高分子化学反应 合成高分子材料
知识清单
一、1.高分子化合物 2.(1)特定功能基团 (2)不能直接通过小分子物质聚合而得到
? (3)单硫键 双硫键 空间网状 (4)变小
二、1.(1)合成高分子化合物 助剂 (2)①树脂 助剂 ②坚韧保护膜 ③树脂 2.(1)带有某种特定功能的官能团 (2)①分离 提纯 ②聚乳酸 生物相容性
对点训练
1．B [有机高分子材料中，若含有易反应的官能团，在一定条件下使官能团发生反应，如羟基缩合、双链交联等，其线型结构就可变成体型结构。]
2．A
3．D [纤维可分为天然纤维和化学纤维，化学纤维可再分为人造纤维和合成纤维。人造纤维是以纤维素为原料，而合成纤维以石油、煤的化工产品为原料。]
4．B [橡皮筋和普通气球的弹性好，所以硫化程度小；汽车外胎与医用乳胶手套相比，前者要承受更大的压力，所以制汽车外胎的橡胶硫化程度最高。]
5．D [既具有传统高分子材料的机械性能又具有某些特殊功能的高分子材料称之为功能高分子材料。]
6．C [隐形眼镜的材料具有透气性和亲水性，该物质中应有亲水性基团，符合要求的只有C项。]
课后作业
1．B [聚氯乙烯(PVC)的结构简式为：?，属于链状聚合物，在高温时易熔化，并且易溶于有机溶剂苯、酒精等，A项正确；聚氯乙烯(PVC)的单体是CH2===CHCl，可以由乙炔(CH≡CH)和氯化氢加成制得，而不能由聚乙烯(PE)的单体CH2===CH2和HCl加成制均相同，等质量的乙烯和聚乙烯燃烧时，消耗的氧气的质量相等，D项正确。]
2．D [本题考查了丁苯橡胶的化学性质和单体的推断。丁苯橡胶是通过丁二烯(CH2===CH—CH===CH2)和苯乙烯()发生加聚反应得到的；由于链节中含有双键，故能与溴发生加成反应，因此装液溴或溴水的试剂瓶不能用丁苯橡胶作瓶塞；同时受氧气、臭氧、日光，特别是高能辐射的作用，还容易老化。]
3．B [高分子分离膜的特点是能够有选择地让某些物质通过，而把另一些物质分离掉，主要应用于生活污水、工业废水等废液处理和海水淡化工程等；而将化学能转换成电能是传感膜的应用，把热能转化成电能是热电膜的应用。]
4．C [能与强碱溶液反应则应含有羧基或酚羟基，能形成环状酯，则分子中同时含有羧基和羟基，则C项符合题意。]
5．B [通过分析“丁苯吡橡胶”主链可知，该高聚物是通过加聚反应得到的，根据碳原子的成键特点，将主链分割：故其单体为CH2===CH—CH===CH2、
6．A [分析高聚物的主链可知：①中只在链端含有官能团，单体只能是一种，②④中不含非碳官能团，只能是通过加聚反应得到；③⑤的主链中均含有酯基，断键后可得到两种单体。]
7．(1)e、f b、c
解析 由转化关系：A在稀硫酸作用下生成CH3OH和B，可知A为酯；再由A的分子式C5H8O2，可知B的分子式为C4H6O2，则B的分子中除含一个羧基外，可能含有一个环或碳碳双键，由BC，可知B中含有碳碳双键。由C的一氯代物D有两种结构可确定B为，则A为。
8．
(3)优异的生物相容性、较少受到排斥、无毒性、具有很高的机械性能以及其他一些特殊性能
解析 从题给条件可知，B分子为环酯且具有对称结构。采用平均拆分法，可得A的结构简式为。A生成C的反应为酯化原理的缩聚反应：
A―→B为酯化反应，其化学方程式为：
课件27张PPT。第3章 有机合成及其应用 合成高分子化合物第3节 合成高分子化合物 第2课时 高分子化学反应 合成高分子材料 探究点一 高分子化学反应 探究点二 合成高分子材料 1.知道高分子化学反应是合成某些特殊聚合物的方法，并能够实现高分子化合物
的改性。
2.知道高分子材料与高分子化合物之间的关系，能举例说明一些常见高分子材料
的用途，了解几种功能高分子材料的特殊性能。 学习重难点：高分子化合物的结构特点和基本性质。
合成高分子材料 天然高分子材料相对分子质量 结构单元 线型 原子团 原子网状结构 体型结构 热塑性 热固性 高分子化学反应 高分子化学反应是有高分子化合物参与的化学反应，其主要应用有1．合成带有特定功能基团的新的高分子化合物或合成不能直接通过小分子物质聚合而得到的高分子化合物。如由聚乙酸乙烯酯发生水解或醇解(酯交换反应)可制得聚乙烯醇。在这个反应里，反应物和产物中高分子化合物的链节数是相同的。高分子材料给我们带来便利的同时，也给我们带来了一些负面影响，如白色污染等。解决这个问题的主要途径就是高分子化合物的降解问题。高分子化合物的降解也属于高分子化学反应，在降解过程中，高分子化合物的链节数变小。主要有以下两种途径：2．橡胶的硫化橡胶硫化以后，使线型的橡胶分子间经过单硫键或双硫键发生了交联，成为网状结构。在这个过程中，高分子化合物的链节数会变大。经过硫化的橡胶，叫做硫化橡胶，硫化橡胶具有较高的弹性和耐磨性。3．高分子化合物的降解(1)加热降解，回收利用。如，有机玻璃在270 ℃的氮气中热降解，可回收到95%的甲基丙烯酸甲酯。塑料催化裂化可得到柴油、煤油、汽油及可燃性气体等。(2)积极研究在自然状态下可降解的高分子材料。如，目前人们已经合成出可生物降解塑料、化学降解塑料、光降解塑料等。4．催化裂化归纳总结高分子的化学反应主要取决于结构特点、官能团与基团之间的影响。如碳碳双键易氧化和加成，酯基易水解、醇解，羧基易发生酯化、取代等反应。(1)从天然橡胶成分的结构简式可知天然橡胶为线型结构的高分子，能溶于汽油等有机溶剂。天然橡胶硫化后，引入的硫原子可通过形成共价键，从而使高分子链发生交联，形成网状结构，故硫化橡胶不能溶于汽油。(2)天然橡胶的单体中含有两个碳碳双键，能发生加成反应，使溴水褪色。天然橡胶是线能不能网状结构(或体型结构)线型结构型结构I(1)绝大多数橡胶的结构中有碳碳双键或还原性物质(如硫)，故橡胶有较强的还原性。因此，在实验室中，盛放强氧化剂的试剂瓶不能用橡胶塞。理解感悟(2)未经硫化的橡胶容易磨损，易溶于汽油、四氯化碳等有机溶剂，分子内有双键易发生加成反应，容易老化。硫化后，高分子链之间经交联而变成网状结构，结构稳定，不溶于有机溶剂，不易氧化，不易老化。准确理解高分子化学反应的定义：有高分子化合物参与的化学反应。D 合成高分子材料 1．阅读教材，回答下列问题：
(1)什么是合成高分子材料？常见的三大合成材料是什么？答案 ①合成高分子材料是以合成高分子化合物为基本原料，加入适当助剂，
经过一定加工制成的材料。答案 ①树脂是一种俗称，凡人工合成的未经加工处理的任何聚合物都是树脂；
塑料通常是由树脂及各种助剂组成的。(2)树脂和塑料有何主要不同？如何确定塑料的名称？②塑料、合成橡胶、合成纤维称为三大合成材料，主要由树脂组成的。②塑料的名称是根据树脂的种类确定的。例如，以聚乙烯树脂为主要成 分的塑料，叫做聚乙烯塑料。答案 ①合成纤维是用某些小分子物质经聚合反应制成的线型高聚物。合成纤维的品种很多，如尼龙、涤纶和人造羊毛(聚丙烯腈)等。(3)常见的合成橡胶有哪些？它们的主要应用是什么？答案 ①合成像胶是利用小分子物质合成的一类弹性特别强的线型高聚物，如丁苯橡胶、氯丁橡胶和特种橡胶等。②合成橡胶的很多性能比天然橡胶优越，广泛用于轮胎和制鞋工业等。(4)合成纤维是什么？它的主要特点是什么？②合成纤维耐磨、耐蚀、不缩水，用它做的衣服，不易折皱，结实耐穿。合成纤维吸湿性和透气性差。②涂料是一种涂布于物体表面后能结成坚韧保护膜的物质，它常涂在家具、船舶等表面，起到保护和美化内部物体的作用。(5)涂料的主要成分是什么？它的主要用途是什么？答案 ①涂料的的主要成分是成膜物质(属于树脂)。离子交换树脂主要用于物质的分离和提纯。离子交换树脂分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。阳离子交换树脂是含有磺酸基(—SO3H)、羧基(—COOH)或苯酚基(—C6H4OH)等酸性基团的树脂，它们以氢离子换取溶液中的金属离子或其他阳离子。2．功能高分子材料功能高分子材料是在合成高分子的主链或支链上接上有某种特定功能的官能团，使它们具有特殊的功能以满足光学、电学、磁学、化学、生物学、医学等方面的要求，而形成的高分子材料。主要有(1)离子交换树脂(2)医用高分子最早使用的医用高分子是聚乳酸，目前，常见的医用高分子材料有硅橡胶、聚氨酯、聚丙烯、聚乙烯醇等。它们的生物相容性较好、安全无毒，可用于制造医用器械和人造器官。有硅橡胶归纳总结合成树脂、合成纤维、涂料、合成橡胶、电木都是常见的高分子材料，光导纤维的主要成分是二氧化硅，是无机非金属材料。C I具有烯烃和酯类物质的性质B 2．合成高分子材料，由合成高分子化合物和一些添加的助剂共同组成。
高分子材料都是混合物。1．高分子化学反应的应用主要有：(1)合成带有特定功能基团的新的高分子化合物。(2)改变高分子化合物的结构和性质。(3)改变链节数。123456高分子材料按其来源分为天然高分子材料和合成高分子材料。显然棉花、淀粉和羊毛是天然的，而尼龙是人工合成的，属于合成材料。C 123456“白色污染”指的是“塑料垃圾”。C 123456B属于传统的无机非金属材料 导电高分子材料光敏高分子材料高吸水性树脂123456人造丝为合成高分子化合物，属于常见高分子材料。高分子分离膜、隐形眼镜以及人造骨骼均为功能高分子材料。C 123456A 123456B ==本讲内容结束
请完成课时作业有机合成及其应用 合成高分子化合物专项训练
一、有机化合物合成
1．中科院首创用CO2合成可降解塑料聚二氧化碳。下列相关说法合理的是( )
A．聚二氧化碳塑料是通过加聚反应制得的
B．聚二氧化碳塑料与干冰互为同素异形体
C．聚二氧化碳塑料的使用也会产生白色污染
D．聚二氧化碳塑料与干冰都属于纯净物
答案 A
解析 CO2的结构简式为O===C===O，显然由CO2制得聚二氧化碳塑料是通过加聚反应完成的，聚二氧化碳是高聚物，属于混合物，而干冰是化合物，属于纯净物，而同素异形体是单质，故B、D不正确；因聚二氧化碳可降解，所以不会产生白色污染，C错误。
2．下列物质中，既能发生加成反应，又能发生加聚和自身缩聚反应的是( )
B．CHCH2CHOHCH2COOH
C．HCOOH
D．CH3—CH===CH—CH3
答案 B
解析 发生加成和加聚反应的条件是分子中含有碳碳双键或碳碳叁键等不饱和键，发生自身缩聚反应的条件是分子中至少含有两个能相互反应的官能团(—OH、—COOH、—NH2等)。
3．最近科学家研制出一种新材料来代替聚苯乙烯，它是由乳酸(一种有机羟基羧酸)缩聚而成，能在乳酸菌的作用下降解从而消除对环境的污染。下列关于聚乳酸的说法中正确的是( )
A．聚乳酸是一种纯净物
B．聚乳酸是一种羧酸
C．聚乳酸的单体是CH3CH(OH)COOH
D．其聚合方式与聚苯乙烯的聚合方式相同
答案 C
解析 CH3CH(OH)COOH发生缩聚反应得到。
4．以淀粉和必要的无机试剂为原料制取的过程是
(1)指出反应类型：
③________________________________________________________________________；
④________________________________________________________________________；
⑤________________________________________________________________________；
⑥________________________________________________________________________。
(2)写出化学方程式：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________；
⑤________________________________________________________________________；
⑦________________________________________________________________________。
答案 (1)③消去反应 ④加成反应 ⑤水解反应或取代反应 ⑥氧化反应
(2)①(C6H10O5)n＋nH2OnC6H12O6
②C6H12O62CH3CH2OH＋2CO2
解析 淀粉在催化剂的作用下水解最终生成葡萄糖；葡萄糖在酒化酶的作用下发酵分解生成乙醇；乙醇在浓硫酸作用下发生消去反应生成乙烯；乙烯与溴加成生成1,2-二溴乙烷；1,2-二溴乙烷水解生成乙二醇；乙二醇经过两步氧化生成乙二酸；乙二醇与乙二酸进行缩聚即可得到产品。
二、有机物结构的测定
5．某分子式为C10H20O2的酯，在一定条件下可发生如下所示的转化过程。则符合上述条件的酯有( )
A．2种 B．4种 C．6种 D．8种
答案 B
解析 由图中信息可知，此为酯的碱性水解反应，B为羧酸盐，E为羧酸，C为醇，而且此醇能连续氧化成酸。进一步挖掘题目隐含信息：醇与酸所含的碳原子数目相同(都是5)，且结构相似；醇为特殊的醇(与羟基相连的碳原子上必须连有两个氢原子)，才能满足醇→醛→酸，符合此要求的醇有四种，对应的酸也有四种，故酯有四种结构。
6．如图所示，试分析确定各有机物的结构简式。
答案 A：HCHO(甲醛) B：HCOOH(甲酸)
C：CH3OH(甲醇) D：HCOOC2H5(甲酸乙酯)
E：CH3COOCH3(乙酸甲酯) F：CH3COOH(乙酸)
G：CH3CH2OH(乙醇)
解析 由题图所示可知，D的水解产物B、G可发生银镜反应，这是解题的突破口。依题意D为酯，它的水解产物醇与羧酸中能发生银镜反应的必是甲酸，所以B是甲酸。G与B蒸气的密度相同，B是甲酸，其相对分子质量为46，则G的相对分子质量也为46，这样的醇必为乙醇。显然D为甲酸乙酯，又E为酯，且与D互为同分异构体，所以E为乙酸甲酯。
由上可知B为甲酸，从E可知C为甲醇或乙酸。A经氧化得B，A经还原得到C，B为羧酸，C应为醇，故B应为甲酸，C为甲醇，则A为甲醛。E水解得F与C，C为甲醇，则F为乙酸。
7．已知某有机物A的实验式为C2H4O，其质谱图如图所示：
(1)该有机物的相对分子质量是__________。
(2)该有机物的分子式为__________。
(3)若该有机物的红外光谱分析含有酯基，写出满足(2)中分子式的所有同分异构体的结构简式。
答案 (1)88 (2)C4H8O2
(3)HCOOCH2CH2CH3、HCOOCH(CH3)2、
CH3COOCH2CH3、CH3CH2COOCH3
解析 (1)质谱图最右边的E峰是分子离子产生的，所以其相对分子质量为88。
(2)实验式是C2H4O，可推出其分子式为C4H8O2。
(3)类别为酯，分子式为C4H8O2的同分异构体有四种。
三、有机物的结构与性质
8．一种合成维生素的结构简式为，对该合成维生素的叙述正确的是( )
A．该合成维生素有三个苯环
B．该合成维生素1 mol最多能中和5 mol氢氧化钠
C．该合成维生素1 mol最多能和含6 mol单质溴的溴水反应
D．该合成维生素可用有机溶剂萃取
答案 D
解析 该分子中只有2个苯环，A错误；该分子中有5个羟基，其中一个是醇羟基，不能和氢氧化钠反应，所以1 mol 该分子最多能中和4 mol氢氧化钠，B错误；该分子中酚羟基的邻、对位共有4个H可以被取代，所以1 mol该分子可以和4 mol单质溴发生取代反应，还有一个碳碳双键，能和单质溴发生加成反应，所以1 mol该分子最多能和含5 mol单质溴的溴水反应，C错误。
9．我国科学家发现金丝桃素对高致病性禽流感病毒杀灭效果良好，某种金丝桃素的结构简式如图所示：
下列有关金丝桃素的说法：
①属于烃的衍生物，燃烧只产生CO2和H2O ②可以发生取代、加成、酯化、消去等反应 ③分子式为C17H23O3N，苯环上的一氯取代物有3种 ④1 mol该物质最多能和6 mol H2发生加成反应
其中错误的是( )
A．①和④ B．②和③ C．①和③ D．②和④
答案 A
解析 金丝桃素中含氮元素，则其燃烧产物不只是CO2和H2O，①错；有—OH和苯环，可发生取代、加成、酯化、消去等反应，②对；分子式为C17H23O3N，苯环上的一氯代物有邻、间、对3种，③对；该物质中只有苯环能与3 mol H2发生加成反应，④错。
四、高分子化合物的单体推断
10．某塑料是一种可在微生物作用下降解的环保型塑料，其结构简式为。下面有关该塑料的说法不正确的是( )
A．该塑料是一种聚酯
B．该塑料的单体是CH3CH2CH(OH)COOH
C．该塑料的降解产物可能有CO2和H2O
D．该塑料通过加聚反应制得
答案 D
解析 由结构简式知其为通过缩聚反应而得到的一种聚酯，在微生物作用下可降解。
11．丁腈橡胶
具有优良的耐油、耐高温性能，合成丁腈橡胶的单体是( )
①CH2===CH—CH===CH2 ②CH3CCCH3
③CH2===CH—CN ④CH3—CH===CH—CN
⑤CH3—CH===CH2 ⑥CH3—CH===CH—CH3
A．①④ B．②③ C．①③ D．④⑥
答案 C
解析 丁腈橡胶链节上有6个碳原子，一个双键，它是通过加聚反应生成的，因此该链节可分为两部分：
—CH2—CH===CH—CH2—和，则合成丁腈橡胶的单体为①和③。
五、综合应用
12．已知涤纶和锦纶是常用的布料，请根据下列叙述回答有关问题。
(1)已知涤纶的结构简式为
①合成涤纶的单体是________、________、________(可不填满，也可补充)；
②合成涤纶的反应方程式和反应类型分别是__________、________________。
(2)已知合成锦纶只用了一种原料，这种原料的结构简式是
则合成锦纶的反应方程式和反应类型分别是______________________________、______________________。
13．塑料是日常生活中常用的有机合成高分子材料。常用塑料F、G均可由烃C3H6经下列反应得到：
(1)写出高分子化合物G的结构简式：______________________________________________。
(2)写出反应①的化学方程式：__________________________________________________。
(3)写出C与新制氢氧化铜悬浊液反应生成D的化学方程式：________________________。
(4)PBT
是一种重要的工程塑料。已知：
请设计方案以CH2===CH—CH===CH2、
为原料合成PBT，用反应流程图表示，并注明反应条件。
示例：由乙醇合成聚乙烯的反应流程图可表示为
CH3CH2OHCH2===CH2
?CH2—CH2?
解析 由烃的分子式较容易想到它可能是丙烯或环丙烷，而结合后面的信息，则可分析出它为丙烯，这样A为1,2-二溴丙烷，B为1,2-丙二醇，C为羰基醛，D为羰基酸，E为羟基酸，则G为聚酯。对于(4)的有机合成，可采用逆推法分析出合成它的单体为1,4-丁二醇和对苯二甲酸。
14．常用作风信子等香精的定香剂D以及可用作安全玻璃夹层的高分子化合物PVB的合成路线如下：
已知：Ⅰ.RCHO＋R′CH2CHO
Ⅱ.醛与二元醇(如：乙二醇)可生成环状缩醛：
(1)A的核磁共振氢谱有两种峰。A的名称是__________。
(2)A与合成B的化学方程式是__________________________。
(3)C为反式结构，由B还原得到。C的结构式是______________________________________。
(4)E能使Br2的CCl4溶液褪色。N由A经反应①～③合成。
a．①的反应试剂和条件是________________________________________。
b．②的反应类型是__________。
c．③的化学方程式是_____________________________。
(5)PVAc由一种单体经加聚反应得到，该单体的结构简式是________。
(6)碱性条件下，PVAc完全水解的化学方程式是________________________。
答案 (1)乙醛
(4)a.稀NaOH，加热 b．加成(还原)反应
c．2CH3(CH2)3OH＋O22CH3(CH2)2CHO＋2H2O
(5)CH3COOCH===CH2
解析 (1)由A的分子式C2H4O及核磁共振氢谱有两种峰可知A为乙醛。
(2)结合信息可知A到B需要的条件为稀氢氧化钠、加热，与信息中的条件一致，得出反应：
(3)C的结构式为。
(4)由PVB的结构可知A到E增长了碳链，同时E还可使溴的四氯化碳溶液褪色，可知E中存在碳碳双键，则E为CH3CH===CHCHO，F为CH3CH2CH2CH2OH，N为CH3CH2CH2CHO。所以①的反应试剂和条件是稀NaOH、加热，②的反应类型是加成反应，③的化学方程式是2CH3(CH2)3OH＋O22CH3(CH2)2CHO＋2H2O
(5)由M的结构CH3COOH和PVA的结构?CHOHCH2CHOHCH2?可以推出PVAc的单体是CH3COOCH===CH2。
(6)碱性条件下，PVAc完全水解的化学方程式是
章末检测卷
(时间：90分钟 满分：100分)
一、选择题(本题包括15小题，每小题3分，共45分)
1．下列表示塑料包装制品回收标志的是( )
答案 A
2．复合材料中往往有一种材料作为基体，另一种材料作为( )
A．增塑剂 B．发泡剂 C．防老化剂 D．增强体
答案 D
解析 复合材料通常是由基体和增强体两部分构成。
3．下列材料中，①高分子膜 ②生物高分子材料 ③隐身材料 ④液晶高分子材料 ⑤光敏高分子材料 ⑥智能高分子材料。其中属于功能高分子材料的是( )
A．只有①②⑤ B．只有②④⑤⑥
C．只有③④⑤ D．①②③④⑤⑥
答案 D
解析 既有传统高分子材料的机械性能，又有某些特殊功能的高分子材料属于功能高分子材料，所以本题应该选D。
4．按照绿色化学的原则，以下反应不符合“原子经济性”要求的是( )
A．乙烯与水反应生成乙醇
B．淀粉水解生成葡萄糖
C．以苯和溴为原料生产溴苯
D．乙烯聚合为聚乙烯
答案 C
解析 “原子经济性”是指反应物的原子全部转化为期望的最终产物，这时原子的利用率为100%。
5．对此分析正确的是( )
A．其单体是CH2===CH2和HCOOC2H5
B．它是缩聚反应的产物
C．其链节是CH3CH2—COOC2H5
D．其单体是CH2===CH—COOC2H5
答案 D
6．下列叙述合理的是( )
A．体型高分子受热到一定程度就能软化
B．棉、麻、丝、毛及合成纤维完全燃烧都只生成CO2和H2O
C．“白色污染”是指工厂排放的白色烟尘
D．我国规定自2008年6月1日起，商家不得无偿提供塑料袋，目的是减少“白色污染”
答案 D
解析 线型结构的高分子，具有热塑性，受热时，先软化，后变成流动的液体，而体型高分子无此性质；丝、毛及部分合成纤维中除C、H外，还含有氮元素等，因而燃烧产物不只是CO2和H2O；“白色污染”指的是由塑料制品引起的污染。
7．下列有关高聚物的叙述中，正确的是( )
A．相对分子质量都很大，结构都很复杂
B．相对分子质量都很大，结构往往并不复杂
C．相对分子质量很少有上千的，但结构比较复杂
D．高聚物都是通过缩聚反应制得的
答案 B
解析 高分子虽然相对分子质量很大，但在通常情况下，结构并不复杂，它们是由简单的结构单元重复连接而成的。
8．下列说法中正确的是( )
A．天然纤维就是纤维素
B．合成纤维的主要原料是天然气、石油化工产品、煤化工产品
C．化学纤维的原料不可以是天然纤维
D．生产合成纤维的过程中发生的是物理变化
答案 B
解析 天然纤维不仅包括纤维素，还包括羊毛、蚕丝等；生产合成纤维的主要原料是天然气、石油化工产品、煤化工产品，在生产过程中必然包含加聚或缩聚反应，应属化学变化；化学纤维的原料可以是天然纤维。
9．下列说法中正确的是( )
A．硫化橡胶遇汽油能缓慢溶解
B．聚硫橡胶具有良好的耐严寒、耐高温性能
C．合成橡胶是以石油、天然气为原料，以二烯烃和烯烃为单体聚合而成的高分子
D．橡胶的老化实质上发生的是酯化反应
答案 C
解析 硫化橡胶为体型高分子，不能被汽油溶解，但可被汽油溶胀；聚硫橡胶具有良好的耐油性，而硅橡胶具有耐严寒、耐高温性能；橡胶的老化是由于其高分子链中的不饱和键被氧化而造成的。
10．下列变化中属于化学变化的是( )
①橡胶的老化 ②油脂的硬化 ③石油的裂化 ④蛋白质的盐析
A．①②③④ B．②③④
C．①③④ D．①②③
答案 D
解析 ④蛋白质盐析后，还能保持生理活性，说明是物理过程。
11．两种烯烃CH2===CH2和R—CH===CH—R1按1∶1混合后发生聚合反应，不可能有的产物是( )
A．?CHR—CHR1?
B．?CH2—CH2—CHR—CHR1?
C．?CH2—CHR—CH2—CHR1?
D．?CH2—CH2?
答案 C
解析 两种物质可以发生自聚反应，也可以发生共聚反应，共聚反应时，同一种物质上的两个碳原子应该是连接在一起的，C选项错误。
12．对氨基苯甲酸可用甲苯为原料合成，已知苯环上的硝基可被还原为氨基：2H2O，产物苯胺还原性强，易被氧化，则由甲苯合成对氨基苯甲酸的步骤合理的是( )
A．甲苯XY对氨基苯甲酸
B．甲苯XY对氨基苯甲酸
C．甲苯XY对氨基苯甲酸
D．甲苯XY对氨基苯甲酸
答案 A
解析 由于苯胺还原性强易被氧化，应先氧化甲基再还原硝基。
13．近年来，食品安全事故频繁发生，人们对食品添加剂的认识逐渐加深。Butylated Hydroxy Toluene(简称BHT)是一种常用的食品抗氧化剂，合成方法有如下两种：
下列说法正确的是( )
A．能与Na2CO3溶液反应生成CO2
B．与BHT互为同系物
C．BHT久置于空气中不会被氧化
D．两种方法的反应类型都是加成反应
答案 B
解析 酚羟基不能和Na2CO3反应产生CO2，A选项错误；BHT是一种常用的食品抗氧化剂，故它可以被空气中的氧气氧化，C选项错误；方法一是加成反应，方法二是取代反应，D选项错误。
14．HPE是合成除草剂的重要中间体，其结构简式如图所示
下列有关HPE的说法正确的是( )
A．1 mol HPE最多可和2 mol NaOH反应
B．HPE不能跟浓溴水反应
C．HPE不能发生加成反应
D．HPE在核磁共振氢谱中有6个峰
答案 A
解析 1 mol HPE最多与2 mol NaOH反应生成、CH3CH2OH和水；HPE中有酚羟基，其邻位有氢原子能与浓溴水发生取代反应；HPE含有苯环，一定条件下能和H2发生加成反应；因HPE中有7种类型的氢原子，故其在核磁共振氢谱中有7个峰。
15．已知：如果要合成所用的原始原料可以是( )
①2-甲基-1,3-丁二烯和2-丁炔 ②1,3-戊二烯和2-丁炔
③2,3-二甲基-1,3-戊二烯和乙炔 ④2,3-二甲基-1,3-丁二烯和丙炔
A．①④ B．②③ C．①③ D．②④
答案 A
二、非选择题(本题包括5小题，共55分)
16．(8分)已知缩聚产物：
是由三种单体在一定条件下缩聚(同时还生成水)而成的。这三种单体分别是________________，________________，______________________(写结构简式)；它们的物质的量之比是__________________。
答案 HCHO 2∶1∶1
解析 分析缩聚产物的结构可以很容易得到它的链节：，同时由于题中强调了该产物由三种单体经过缩聚反应得到，所以一定是由甲醛和酚反应得到的，即肯定存在的单体有HCHO、。在链节中出现了两次—CH2—，所以三种单体对应的比例应该是n(甲醛)∶n(苯酚)∶n(苯胺)＝2∶1∶1。
17．(12分)使用有机材料制成的塑料薄膜，给环境造成的“白色污染”后果十分严重。我国最近研制成功的一类可降解塑料结构如下，该塑料具有良好的生物适应性和分解性，能自然腐烂分解。试回答下列问题：
(1)这类可降解塑料中A、B、C的单体分别为__________、____________、__________。
(2)可降解塑料在自然界可通过____________(填反应类型)反应分解为小分子有机物。
(3)相同的条件下焚烧下列物质，污染大气最严重的是________。
a．聚氯乙烯 b．可降解塑料 c．聚丙烯 d．有机玻璃
HOCH2CH2CH2COOH (2)水解 (3)a
解析 (1)三种塑料结构均为一种单体缩聚而成。(2)三种塑料均含酯基，故可通过水解反应分解为小分子物质。(3)a中的聚氯乙烯的燃烧产物除了碳的氧化物和水外，还有含氯元素的有害物质，比其他三种物质污染更大。
18．(10分)下图是某药物中间体的结构示意图
试回答下列问题：
(1)观察上面的结构简式与立体模型，通过对比指出结构简式中的“Et”表示________(填名称)；该药物中间体分子的化学式为______________。
(2)请你根据结构示意图，推测该化合物所能发生的反应及所需反应条件____________(写两种)。
(3)解决有机分子结构问题的最强有力的手段是核磁共振氢谱(PMR)。有机化合物分子中有几种化学环境不同的氢原子，在PMR中就有几个不同的吸收峰，吸收峰的面积与H原子数目成正比。
现有一种芳香化合物与该药物中间体互为同分异构体，其模拟的核磁共振氢谱图如上图所示，试写出该化合物的结构简式：____________________。
答案 (1)乙基 C9H12O3
(2)水解反应，与NaOH溶液或稀H2SO4在加热条件下反应；与H2加成(还原)反应，在催化剂条件下加热(或其他合理答案)
(3)
解析 (1)分析结构简式和立体模型，发现Et应为乙基，该中间体的分子式为C9H12O3；(2)根据结构示意图发现该中间体含有，故能发生水解反应，含有，可与H2发生加成(还原)反应；(3)由核磁共振氢谱可知该中间体的同分异构体在核磁共振氢谱图上有三个不同的吸收峰，故有三种不同环境的氢，其结构简式应为。
19．(10分)聚醋酸乙烯酯是黏合剂，应用广泛。下面是该有机物的合成路线：
提示：①甲烷在电弧的作用下生成炔烃。
②CH3CCHCH3CH2CHO(未配平)
请回答下列问题：
(1)甲烷合成A的化学反应中原子利用率为________。
(2)B的结构简式为________。
(3)B生成C的反应中除新制Cu(OH)2悬浊液外还需要的条件是________________。
(4)A与C反应生成D的反应类型是________。
(5)写出由D生成的化学反应方程式：______________________。
(6)写出能使紫色石蕊试液变红的D的三种同分异构体的结构简式：________________。
答案 (1)81.25% (2)CH3CHO
(3)加热 (4)加成反应
解析 由目标产物可知A、B、C均是含有2个碳原子的有机物，结合提示信息可知A为乙炔，B为乙醛，C为乙酸。
(1)甲烷生成乙炔的化学反应方程式为2CH4电弧,CHCH＋3H2，所以该反应的原子利用率为26÷32×100%＝81.25%。
(3)B为乙醛，C为乙酸，故B生成C的反应为氧化反应，用氢氧化铜悬浊液等弱氧化剂氧化时需要加热。
(4)乙炔与乙酸反应生成，这是发生在碳碳三键上的加成反应。
(5)D生成的反应是D中的碳碳双键断裂发生的加聚反应。
(6)能够使紫色石蕊试液变红的D的同分异构体中含有羧基。
20．(15分)白藜芦醇属二苯乙烯类多酚化合物，具有抗氧化、抗癌和预防心血管疾病的作用。某课题组提出了如下合成路线：
根据以上信息回答下列问题：
(1)白藜芦醇的分子式是__________。
(2)C―→D的反应类型是__________；E―→F的反应类型是__________。
(3)化合物A不与FeCl3溶液发生显色反应，能与NaHCO3反应放出CO2，推测其核磁共振氢谱(1H-NMR)中显示有______种不同化学环境的氢原子，其个数比为________。
(4)写出A―→B反应的化学方程式：__________________________________。
(5)写出化合物D、E的结构简式：
D________________________________________________________________________，
E________________________________________________________________________。
(6)化合物有多种同分异构体，写出符合下列条件的所有同分异构体的结构简式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
①能发生银镜反应；②含苯环且苯环上只有两种不同化学环境的氢原子。
答案 (1)C14H12O3 (2)取代反应 消去反应
(3)4 1∶1∶2∶6
解析 (1)由白藜芦醇的结构简式可得出分子式：C14H12O3。
(2)根据C和D的分子式判断由C到D少了一个—OH多了一个—Br，因此是发生了取代反应；由信息RCH2BrRCH2CH(OH)R′可类推D到E，E中存在—OH，在浓硫酸催化并加热时可发生消去反应，并且F较E分子内少了2个H和1个O，因此可判断反应类型为消去反应。
(3)化合物A不与FeCl3溶液发生显色反应，能与NaHCO3反应说明化合物中存在—COOH，不存在酚羟基，结合题干信息及白藜芦醇的结构，得出A的结构简式为，因此有4种不同化学环境的氢原子，其个数比为1∶1∶2∶6。
(4)根据信息和条件及A与B分子组成看A―→B是酯化反应(取代反应)。
(5)根据A―→B―→C―→D可判断出D的结构简式为，E为
。
(6)①能发生银镜反应则分子内一定存在—CHO。
②含苯环且苯环上只有两种不同化学环境的氢原子，则苯环上的基团应以对称为准则，同分异构体有：
章末检测
(时间：100分钟 满分：100分)
第Ⅰ卷 选择题(共48分)
一、选择题(本题包括16小题，每小题3分，共48分；每小题只有一个选项符合题意。)
1．下列有关新型高分子材料应用的说法不正确的是( )
A．高分子膜利用其选择性透过能力，可用于海水淡化、污染控制、物质制取与回收等
B．医用高分子材料用于制造人造器官，必须考虑其与人体的相容性和机械性能
C．新型的聚乙烯醇是高吸水性高分子，具有与水生成易挥发物的特性，所以称为“尿不湿”
D．新材料研究正向智能化、高功能的方向发展
2．下列塑料的合成，所发生的化学反应类型与另外三种不同的是( )
A．聚乙烯塑料 B．聚氯乙烯塑料
C．酚醛塑料 D．聚苯乙烯塑料
3．有关溴乙烷的下列叙述中，正确的是( )
A．在溴乙烷中滴入AgNO3溶液，立即有淡黄色沉淀生成
B．溴乙烷不溶于水，能溶于大多数有机溶剂
C．溴乙烷与NaOH的醇溶液反应，可生成乙醇
D．溴乙烷通常用溴与乙烷直接反应来制取
4．下列对乙烯和聚乙烯的描述不正确的是( )
A．乙烯性质比聚乙烯活泼
B．乙烯是纯净物，常温下为气态，聚乙烯为固态，是混合物
C．取等物质的量的乙烯和聚乙烯，完全燃烧后生成的CO2和H2O的物质的量分别相等
D．取等质量的乙烯和聚乙烯，完全燃烧后，生成的CO2和H2O的质量分别相等
5．1 mol 有机物A(分子式为C6H10O4)经水解得1 mol B和2 mol C，C经分子内脱水得D，D可发生加聚反应生成，由此可知A为( )
A．HOOC(CH2)4COOH
B．HOOC(CH2)3COOCH3
C．CH3COO(CH2)2COOCH3
D．CH3CH2OOC—COOCH2CH3
6．如图分别是A、B两种物质的核磁共振氢谱，已知A、B两种物质都是烃类，都含有6个氢原子，试根据两种物质的核磁共振氢谱推测A、B有可能是下面的( )
A．A是C3H6，B是C6H6
B．A是C2H6，B是C3H6
C．A是C2H6，B是C6H6
D．A是C3H6，B是C2H6
7．某种具有较好耐热性、耐水性和高频电绝缘性的高分子化合物的结构片断为：
则生成该树脂的单体的种数和化学反应所属类型正确的是( )
A．1种，加聚反应 B．2种，缩聚反应
C．3种，加聚反应 D．3种，缩聚反应
8．下列说法正确的是( )
A．的结构中含有酯基
B．顺-2-丁烯和反-2-丁烯的加氢产物不同
C．1 mol葡萄糖可水解生成2 mol乳酸(C3H6O3)
D．油脂和蛋白质都是能发生水解反应的高分子化合物
9．某有机物A分子式为C3H6O2，水解为一元酸M与一元醇N，M与N相对分子质量相等，则以下结论不正确的是( )
A．M具有还原性 B．M中含氧40%
C．N分子结构中有甲基 D．A可发生银镜反应
10．己知苯环上由于取代基的影响，使硝基邻位上的卤原子的反应活性增强，现有某有机物的结构简式如下：
1 mol该有机物与足量的氢氧化钠溶液混合并共热，充分反应后最多可消耗氢氧化钠的物质的量为( )
A．5 mol B．6 mol C．7 mol D．8 mol
11．由乙醇制聚乙二酸乙二酯，最简单的流程途径顺序正确的是( )
①取代反应 ②加成反应 ③氧化反应 ④还原反应 ⑤消去反应 ⑥酯化反应 ⑦中和反应 ⑧缩聚反应
A．⑤②①③⑧ B．①②③⑤⑦
C．⑤③①②⑧ D．⑤②①③⑥
12．下列4种有机物中，可用于合成结构简式为的高分子材料的是( )
A．①③④ B．①②③
C．①②④ D．②③④
13．某有机物通过加聚反应生成高聚物，还能水解生成两种有机物，则这种有机物的结构中一定具备的基团是( )
A．①②⑤ B．②③⑤
C．②④⑤ D．①②⑥
14．2008年9月开始陆续有多个品牌的奶粉被检出含有危害人体的三聚氰胺，这就是轰动全国的“问题奶粉事件”。三聚氰胺的制备反应为：6CO(NH2)2[尿素]C3N6H6＋6NH3＋3CO2。三聚氰胺和甲醛在一定条件下可以制备三聚氰胺甲醛树脂。
下列说法中不正确的是( )
A．三聚氰胺与盐酸和硫酸等都能形成三聚氰胺盐
B．三聚氰胺含氮的质量分数高于尿素和甘氨酸
C．三聚氰胺分子中所有的氮原子化学环境均相同
D．三聚氰胺甲醛树脂是一种高分子材料
15．某高分子化合物干馏后分解为烃X，X能使溴水褪色，且1 mol X可与1 mol氢气加成后生成分子式为C8H10的烃，则该高分子化合物为( )
16．己烯雌酚是一种激素类药物，结构式如图所示，下列有关叙述中不正确的是( )
A．该药物可以用有机溶剂萃取
B．可发生加聚反应生成体型高分子化合物
C．1 mol该有机物可以与5 mol Br2发生反应
D．该有机物分子中可能有16个碳原子共平面
第Ⅱ卷 非选择题(共52分)
二、填空题(本题包括5小题，共44分)
17．(8分)核磁共振(NMR)是研究有机物结构的有力手段之一，在所研究的化合物分子中，每一个结构中的等性氢原子的1H—NMR谱中都给出了相应的峰(信号)，谱中峰的强度与结构中的等性氢原子数成正比。现有某种有机物，通过元素分析得到的数据为C∶85.71%，H∶14.29%(质量分数)，质谱数据表明它的相对分子质量为84。
(1)该化合物的分子式为____________。
(2)已知该物质可能存在多种结构，A、B、C是其中的三种，请根据下列要求填空：
①A是链状化合物与氢气加成的产物，分子中有三个甲基，则A的可能结构有________种(不考虑立体异构)。
②B是链状化合物，1H—NMR谱中只有一个信号，
则B的结构简式为：______________。
③C是环状化合物，1H—NMR谱中也只有一个信号，
则C的结构简式为：______________。
18．(10分)300多年前，著名化学家波义耳发现了铁盐与没食子酸的显色反应，并由此发明了蓝黑墨水。没食子酸的结构式为：
(1)用没食子酸制造墨水主要利用了________类化合物的性质(填代号)。
A．醇 B．酚 C．油脂 D．羧酸
(2)没食子酸丙酯具有抗氧化作用，是目前广泛应
用的食品添加剂，其结构简式为______________。
(3)尼泊金酯是对羟基苯甲酸与醇形成的酯类化合物，是国家允许使用的食品防腐剂。尼泊金丁酯的分子式为__________，其苯环只与－OH和－COOR两类取代基直接相连的同分异构体有________种。
(4)写出尼泊金乙酯与氢氧化钠溶液加热反应的化学方程式：
________________________________________________________________________。
19．(10分)实验室用燃烧法测定某种氨基酸(CxHyOzNp)的分子式组成，取Wg该种氨基酸放在纯氧中充分燃烧，生成CO2、H2O和N2。现用下图所示装置进行实验 (铁架台、铁夹、酒精灯等未画出)。请回答有关问题：
(1)实验开始时，首先打开止水夹a，关闭止水夹b，通入一段时间的氧气，这样做的目的是____________________，之后关闭止水夹a。
(2)由装置B、C可分别确定待测氨基酸中含有的________和________的质量。
(3)E装置的作用是测量________的体积，并由此确定待测氨基酸中含有的________的质量，为了较准确地测量该气体的体积。在读反应前后甲管液面的读数求其差值的过程中，应注意________(填序号)。
a．视线与凹液面最低处相平
b．等待片刻，待乙管中液面不再上升时，立刻读数
c．读数时应上下移动乙管，使甲、乙管液面相平
d．读数时不一定使甲、乙两管液面相平
(4)实验中测定的哪一数据可能不准确
________________________________________________________________________，
其理由是
________________________________________________________________________。
(5)严格地说，按上述方案只能确定氨基酸的
________________________________________________________________________。
若要确定此氨基酸的分子式，还要测定该氨基酸的____________________。
以乙炔为原料，通过下图所示步骤能合成有机中间体E(转化过程中的反应条件及部分产物已略去)：
其中，A，B，C，D分别代表一种有机物，B的化学式为C4H10O2，分子中无甲基。
请回答下列问题：
(1)A生成B的化学反应类型是____________。
(2)写出生成A的化学反应方程式
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)B在浓硫酸催化下加热，可生成多种有机产物。写出2种相对分子质量比A小的有机产物的结构简式：
________________________________________________________________________
__________________、________________________________________________________________________。
(4)写出C生成D的化学反应方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)含有苯环，且与E互为同分异构体的酯有______种，写出其中一种同分异构体的结构简式：
________________________________________________________________________。
21．(8分)PC是一种可降解的聚碳酸酯类高分子材料，由于其具有优良的耐冲击性和韧性。因而得到了广泛的应用。以下是某研究小组开发的生产PC的合成路线：
已知以下信息：
①A可使溴的CCl4溶液褪色；
②B中有五种不同化学环境的氢；
③C可与FeCl3溶液发生显色反应；
④D不能使溴的CCl4溶液褪色，其核磁共振氢谱为单峰。
请回答下列问题：
(1)A的化学名称是________；
(2)B的结构简式为
________________________________________________________________________；
(3)C与D反应生成E的化学方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
(4)D有多种同分异构体，其中能发生银镜反应的是________(写出结构简式)；
(5)B的同分异构体中含有苯环的还有________种，其中在核磁共振氢谱中出现两组峰，且峰面积之比为3∶1的是________(写出结构简式)。
三、计算题(8分)
22．(8分)某有机物3.24 g装入元素分析装置，通入足量的氧气使之完全燃烧，将生成的气体依次通过无水CaCl2(A)管和碱石灰(B)管，测得A管增重2.16 g，B管增重9.24 g，已知该有机物的相对分子质量小于200。实验测得，该有机物与FeCl3溶液混合显紫色，求该有机物的实验式、分子式、并写出可能的结构简式。
第3章 有机合成及其应用 合成高分子化合物
1．C [新型的聚乙烯醇被称为“尿不湿”，是由于它具有极强的吸水性，而不是其与水反应生成易挥发的物质。]
2．C [A、B、D三项中的高分子化合物都是通过加聚反应得到的，而酚醛塑料是通过缩聚反应得到的。]
3．B [溴乙烷中的溴以原子形式存在，不能与AgNO3反应，A项错误；溴乙烷与NaOH醇溶液反应时，发生消去反应生成乙烯；溴与乙烷反应产物不惟一，应选用乙烯与HBr加成。]
4．C [乙烯分子中含有碳碳双键，聚乙烯中不含碳碳双键，故乙烯性质活泼；高分子化合物中n不确定，均为混合物；乙烯和聚乙烯的最简式相同，当质量相等时，完全燃烧产生的CO2和H2O的质量分别相等。]
5．C [A中有6个碳，D肯定是乙烯，则C是乙醇，由2 mol乙醇和B反应可生成A，该反应必须是酯化反应，A中有4个氧原子，应该是二元酯，B是乙二酸(HOOC—COOH)，D选项符合题意。]
6．B [A的核磁共振氢谱中只有一种信号峰，说明分子结构中只有一种类型的氢原子，对照选项判断A为CH3CH3(C2H6)；同理B中有3种类型的氢原子，且强度比为1∶2∶3，故B为CH3CH===CH2(C3H6)。]
7．D [从分子的组成来看，应是缩聚反应的产物，而且分子是由三种单体缩聚得到，分别是CH2O、]
8．A [把中n部分展开，不难判断A正确；顺-2-丁烯和反-2-丁烯的加氢产物都是正丁烷，故B错；葡萄糖不能水解，故C错；油脂不属于高分子化合物，故D错。]
9．B [M与N相对分子质量相等，则有机物A为甲酸乙酯，水解得到的M为甲酸，N为乙醇。甲酸分子式为CH2O2，氧的质量分数w(O)＝×100%＝69.6%。在甲酸和甲酸乙酯分子中，均含有醛基，具有还原性，可被银氨溶液和新制的Cu(OH)2悬浊液氧化。]
10．D [有机物分子中含有的能消耗氢氧化钠的基团有：羧基、卤素原子、酚酯基，1 mol羧基需氢氧化钠1 mol；1 mol烃基上的卤原子水解生成醇和水，需氢氧化钠1 mol；结合信息，1 mol苯环上的卤原子水解生成酚和水，酚可以和氢氧化钠反应，需氢氧化钠2 mol；1 mol酚酯基水解消耗氢氧化钠2 mol。综上分析可知1 mol该有机物与足量NaOH反应共消耗8 mol。]
11．A [由逆合成法分析：
?
12．D [分析高分子化合物的链节知，其主链上只有碳原子，故它是通过加聚反应得到的，再结合碳原子的成键规律可知，其单体分别是CHCH2、CCH和CH3—CH===CH—CN。]
13．C [该有机物可以通过加聚反应制得高聚物，则该化合物中含有碳碳双键或碳碳叁键，还可以发生水解反应，可能含有酯基或肽键，综合分析知，含有的基团是②④⑤。]
14．C 15.B
16．B [加聚反应生成线型高分子化合物；该有机物分子中含有酚羟基，则酚羟基邻、对位的氢原子可以被溴取代，其可取代的位置有4个，另外还有一个双键，故1 mol该有机物可以与5 mol Br2发生反应；该有机物的结构式可表示为，由于单键可以旋转，苯环可以与双键碳原子共面，故可以有16个碳原子共面。]
17．(1)C6H12 (2)①4 ②③
18．(1)B
解析 本题以有机物没食子酸、尼泊金酯为素材，考查有机物结构式的识别、分子式的书写、同分异构体的确定、官能团的性质及主要化学反应。
(1)没食子酸含有酚羟基官能团，可与铁盐发生显色反应，用来制造墨水，故选B。
(2)没食子酸含有羧基官能团，可与丙醇发生酯化反应，生成没食子酸丙酯，其结构简式为
(3)由题意分析可知，尼泊金丁酯是由对羟基苯甲酸与丁醇发生酯化反应生成，其分子式为C11H14O3。若苯环只与—OH和—COOR两类取代基直接相连时，有邻、间、对三种相对位置异构，而丁基(—R)又有四种结构(—CH2CH2CH2CH3、
)，所以同分异构体共有12种。
(4)尼泊金乙酯与氢氧化钠溶液共热，可发生酯的水解反应，但要注意酚羟基也能与氢氧化钠溶液发生中和反应。
19．(1)排净装置中的N2 (2)H元素 C元素
(3)N2 N元素 ac (4)N2的体积 多余的O2在D中没有被完全吸收 (5)最简式 相对分子质量
20．(1)加成反应(或还原反应)
解析 本题考查学生接受信息的能力，根据题目提供的新信息结合已有的知识进行综合处理。A到B结合B的分子式C4H10O2，可知由乙炔和甲醛反应有2 mol甲醛参与反应。A到B是与氢气反应属于加成或者还原反应。根据B的分子式可知A与2 mol氢气加成。B到C是进一步氧化为醛，两端的羟基全部被氧化为醛基。(3)考查了醇的消去，有三种消去方式。任写两种即可。(4)要想做对这一问需要仔细观察题目给的信息，即第二个反应机理。(5)考查官能团位置异构，即酯基异构。
21．(1)丙烯 (2) (3)
,
(4)CH3CH2CHO (5)7
解析 由A可使溴的CCl4溶液褪色，且其分子组成为C3H6，满足CnH2n可知，A分子中含有双键，分子的结构简式为，为丙烯；由C可与FeCl3发生显色反应，分子式为C6H6O可知，C为苯酚；D物质的分子式为C3H6O，核磁共振氢谱为单峰，因此D分子中的氢原子只有一种，即分子结构非常对称，且其分子组成满足CnH2nO，但其不能使溴的CCl4溶液褪色，所以分子中没有碳碳双键，故其分子的结构简式为；由PC的结构简式可逆推出E的结构简式为，则C与D反应生成E的化学方程式为；由C、D的分子结构和B生成C、D的条件可推知B的结构简式为，是A与发生加成反应的产物；与D互为同分异构体且能发生银镜反应，其一定含有，故可推出该分子的结构简式为；与互为同分异构体且含有
氢谱有两组峰，说明分子中有两种氢原子，峰面积之比为3∶1，说明两种氢原子的个数比为3∶1，则满足以上条件的物质为
22．实验式：C7H8O 分子式：C7H8O 可能的结构简式：
(写出其中两种即可)
解析 由题意可知：碳原子的物质的量为9.24 g÷44 g·mol－1＝0.21 mol
氢原子的物质的量为2.16 g÷18 g·mol－1×2＝0.24 mol
3．24 g有机物中氧原子的质量为3.24 g－0.21 mol×12 g·mol－1－0.24 mol×1 g·mol－1＝0.48 g
氧原子的物质的量为0.48 g÷16 g·mol－1＝0.03 mol
所以：碳原子、氢原子、氧原子的物质的量之比为：7∶8∶1，
实验式为C7H8O，由于其相对分子质量小于200，所以化学式为C7H8O。根据该有机化合物与FeCl3溶液混合显紫色，说明该有机物为酚类物质；其可能的结构简式为
